Linux平台下的JNI开发[88250原创]

由于项目需要用Java调用C++写的功能，所以要学习JNI技术的使用。下面是一个简单的实例：
1. 编写Java类

package hellojni;

/*
 * @(#)HelloWorld.java
 * 
 * Copyright 2007 School of Software, Yunnan University.
 *                                  All rights reserved
 */
/**
 * 载入C++写的业务实现库，Java端的调用接口
 * @author 88250
 * @version 1.0.0.0, Jan 31, 2008
 */
public class HelloWorld {

    static {
        try {
            // 此处即为本地方法所在链接库名
            System.load("/home/daniel/Work/Sources/Java/HelloJNI/build/classes/libHelloWorld.so");
        } catch (UnsatisfiedLinkError e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 业务逻辑方法
     * @param strName
     */
    public native void SayHello(String strName);
}

2. 编译java文件生成HelloWorld.class文件

3. 在命令行下，javah -jni hellojni.HelloWorld 生成 HelloWorld.h 文件。（注意：运行javah命令的路径为hellojni包的上层）
生成hellojni_HelloWorld.h文件，如下：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class hellojni_HelloWorld */

#ifndef _Included_hellojni_HelloWorld
#define _Included_hellojni_HelloWorld
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     hellojni_HelloWorld
 * Method:    SayHello
 * Signature: (Ljava/lang/String;)V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_hellojni_HelloWorld_SayHello
  (JNIEnv *, jobject, jstring);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

4. 编写HelloWorld.cpp

#include "hellojni_HelloWorld.h"
#include <iostream>
// 与hellojni_HelloWorld.h中函数声明相同
JNIEXPORT void JNICALL Java_hellojni_HelloWorld_SayHello(JNIEnv * env, jobject arg,
                                                                                         jstring instring)
{   
     // 从instring字符串取得指向字符串UTF编码的指针
     const jbyte *str = (const jbyte *)env->GetStringUTFChars( instring, JNI_FALSE );
     std::cout << str;
     // 通知虚拟机本地代码不再需要通过str访问Java字符串
     env->ReleaseStringUTFChars( instring, (const char *)str );
     return;
} 

所有的JNI调用都使用了JNIEnv *类型的指针，习惯上在CPP文件中将这个变量定义为evn，它是任意一个本地方法的第一个参数。env指针指向一个函数指针表，在VC中可以直接用"->"操作符访问其中的函数。

jobject 指向在此 Java 代码中实例化的 Java 对象 LocalFunction的一个句柄，相当于this指针。

后续的参数就是本地调用中有Java程序传进的参数，本例中只有一个String型参数。对于字符串型参数，因为在本地代码中不能直接读取 Java 字符串，而必须将其转换为 C /C++字符串或 Unicode。以下是三个我们经常会用到的字符串类型处理的函数：

const char* GetStringUTFChars(jstring string,jboolean* isCopy)
返回指向字符串UTF编码的指针，如果不能创建这个字符数组，返回null。这个指针在调用ReleaseStringUTFChar()函数之前一直有效。

参数：string    Java字符串对象
      isCopy    如果进行拷贝，指向以JNI_TRUE填充的jboolean,否则指向以JNI_FALSE填充的jboolean。
void ReleaseStringUTFChars(jstring str, const char* chars)
通知虚拟机本地代码不再需要通过chars访问Java字符串。
参数：string    Java字符串对象
      chars    由GetStringChars返回的指针
jstring NewStringUTF(const char *utf)
返回一个新的Java字符串并将utf内容拷贝入新串，如果不能创建字符串对象，
返回null。通常在反值类型为string型时用到。
参数：utf    UTF编码的字符串指针
对于数值型参数，在C/C++中可直接使用，其字节宽度如下所示：
Java C/C++ 字节数 boolean jboolean 1 byte jbyte 1 char jchar 2 short jshort 2 int jint 4 long jlong 8 float jfloat 4 double jdouble 8

对于数组型参数，
Java C/C++ boolean[ ] JbooleanArray byte[ ] JbyteArray char[ ] JcharArray short[ ] JshortArray int[ ] JintArray long[ ] JlongArray float[ ] JfloatArray double[ ] JdoubleArray
对于上述类型数组，有一组函数与其对应。以下函数中Xxx为对应类型。
xxx * GetXxxArrayElements(xxxArray array, jboolean *isCopy)
产生一个指向Java数组元素的C指针。不再需要时，需将此指针传给ReleaseXxxArrayElemes。
参数：array      数组对象
      isCopy    如果进行拷贝，指向以JNI_TRUE填充的jboolean,否则指向以JNI_FALSE填充的jboolean。
例如： jboolean * GetBooleanArrayElements(jbooleanArray array, jboolean *isCopy)
void ReleaseXxxArrayElements(xxxArray array,xxx *elems, jint mode)
通知虚拟机不再需要从GetXxxArrayElements得到的指针。
参数：array      数组对象
      elems    不再需要的指向数组元素的指针
      mode    0＝在更新数组元素后释放elems缓冲器
          JNI_COMMIT＝在更新数组元素后不释放elems缓冲器
          JNI_ABORT＝不更新数组元素释放elems缓冲器
例如：void ReleaseBooleanArrayElements(jbooleanArray array,jboolean *elems, jint mode)
xxxArray NewXxxArray(jsize len)
产生一个新的数组，通常在反值类型为数组型时用到
参数：len    数组中元素的个数。
例如：jbooleanArray NewBooleanArray(jsize len)

5. 编译生成共享库
g++ -I /home/daniel/Work/JDK/include -I /home/daniel/Work/JDK/include/linux -shared -o libHelloWorld.so HelloWorld.cpp

6. 测试

/*
 * @(#)Main.java
 * 
 * Copyright 2007 School of Software, Yunnan University.
 *                                  All rights reserved
 */
package hellojni;

/**
 * 测试JNI调用
 * @author 88250
 * @version 1.0.0.0, Jan 31, 2008
 */
public class Main {

    /**
     * @param args the command line arguments
     */
    public static void main(String[] args) {
        HelloWorld hw = new HelloWorld();
        hw.SayHello("Hello World!");
    }
}

结果输出：

init:
deps-jar:
compile:
run:
Hello World!
BUILD SUCCESSFUL (total time: 0 seconds)

总结
JNI调用规范给我们复用原有其它语言的代码提供了简单易用的接口，可以节省大量的财力，使我们可以在享受Java带来的开发速度的同时，不必放弃旧有资源。

参考

《JNI规范》
http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/guide/jni/spec/jniTOC.html

《JNI编程指南与规范》英文版电子书下载
http://java.sun.com/docs/books/jni/download/jni.pdf
(目录 http://java.sun.com/docs/books/jni/index.html)

JNI参数传引用
http://www.javaworld.com/javaworld/javatips/jw-javatip54.html