Java调用C函数

一、关于JNI

      JNI( Java Native Interface )主要是实现Java和C/C++语言之间的通信。

      Java通过JNI调用本地方法，而本地方法是以库文件的形式存放的（在WINDOWS平台上是DLL文件形式，在UNIX机器上是SO文件形式）。通过调用本地的库文件的内部方法，使Java可以实现和本地机器的紧密联系，调用系统级的各接口方法。

二、实现步骤

(1)把Java中需要的调用的方法加上native关键字，封装到一个类里边。例如：

//文件：Ctest.java
public class Ctest{
    static
    {
        System.loadLibrary("myself");
    }
    public native void testJNI();     //声明
    public static void main(String[] args) 
    {        
        Ctest test=new Ctest ();
        test. testJNI ();
    }
}

注意：全局类要用类名来定义文件名

(2)使用javac Ctest.java编译代码，生成对应的类文件Ctest.class。

(3)使用javah Ctest生成Ctest.h文件，javah后边跟的是类名字，.h文件里边就是使用jni规则定义的C语言与Java的接口。内容如下：

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

#ifndef _Included_Ctest
#define _Included_Ctest
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     Ctest
 * Method:    testJNI
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_Ctest_testJNI(JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

(4)根据Ctest.h中函数的声明来实现函数的定义，编写xxx.c文件，把Ctest.h包含进去即可。

#include <stdio.h>
#include "Ctest.h"
JNIEXPORT void JNICALL Java_Ctest_testJNI(JNIEnv *env, jobject obj)
{
    printf("
testing jni .............
");
    printf(".........................
");
}

(5)编译c文件，生成动态链接库.so文件

寻找jni.h和jni_md.h头文件路径：find / -name “*jni.h*”

Ubuntu12.04系统上：/usr/lib/jvm/java-6-openjdk-amd64/include/ 和

                      /usr/lib/jvm/java-6-openjdk-amd64/include/linux/

树莓派系统上：/usr/lib/jvm/jdk-8-oracle-arm-vfp-hflt/include/ 和

                    /usr/lib/jvm/jdk-8-oracle-arm-vfp-hflt/include/linux/

Makefile内容：

libmyself.so:myself.o
    gcc -Wall -rdynamic -shared -o libmyself.so myself.o
%.o:%.c
    gcc -I/usr/lib/jvm/jdk-8-oracle-arm-vfp-hflt/include/ -I/usr/lib/jvm/jdk-8-oracle-arm-vfp-hflt/include/linux/ -fPIC -c -o $@ $^
clean: 
    rm -rf *.o *.so

(6)测试结果：完成

三、问题解决

问1.什么是JDK？如何选择版本？

答1. (Java Development Kit) Java语言的软件开发工具包，主要用来编译Java程序；版本选择：

①SE(J2SE)，standard edition，标准版，是我们通常用的一个版本，从JDK 5.0开始，改名为Java SE。

②EE(J2EE)，enterprise edition，企业版，使用这种JDK开发J2EE应用程序，从JDK 5.0开始，改名为Java EE。

③ME(J2ME)，micro edition，主要用于移动设备、嵌入式设备上的java应用程序，从JDK 5.0开始，改名为Java ME。

问2.JDK的组成有哪些？

答2. javac – 编译器，将源程序转成字节码

jar – 打包工具，将相关的类文件打包成一个文件

javadoc – 文档生成器，从源码注释中提取文档

jdb – debugger，查错工具

java – 运行编译后的java程序（.class后缀的）

appletviewer：小程序浏览器，一种执行HTML文件上的Java小程序的Java浏览器。

Javah：产生可以调用Java过程的C过程，或建立能被Java程序调用的C过程的头文件。

Javap：Java反汇编器，显示编译类文件中的可访问功能和数据，同时显示字节代码含义。

Jconsole: Java进行系统调试和监控的工具

问3.Java和C语言之间的基本数据类型是如何进行转换的？

答3.参考这篇博文http://blog.csdn.net/xyang81/article/details/42047899

问4.Java是如何读C的数组的？又是如何把值写到C语言的数组里？

答4.通过jni.h头文件中的函数来实现数据的传递。例如：

//file:testJNI.java
import java.util.Arrays;
public class testJNI{
    static
    {
        System.loadLibrary("myself");
    }
    private byte[] mybuf;
    
    public native void setBuffer(byte[] buffer,int len);
    public native byte[] getBuffer(); 
    public testJNI()
    {
        mybuf = new byte[30];
    }
    public static void main(String[] args) 
    {
        int i;
        byte a;
        byte[] pbuf;
        a = 'e';
        testJNI test=new testJNI();
        for(i=0;i<10;i++)
            test.mybuf[i] = a;
        test.setBuffer(test.mybuf,10);
        pbuf = test.getBuffer();
        for(i=0; i<10; i++)  
            System.out.print(pbuf[i]+",");
        System.out.print('
');
    }
}

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

#ifndef _Included_testJNI
#define _Included_testJNI
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     testJNI
 * Method:    setBuffer
 * Signature: ([BI)V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_testJNI_setBuffer(JNIEnv *, jobject, jbyteArray, jint);

/*
 * Class:     testJNI
 * Method:    getBuffer
 * Signature: ()[B
 */
JNIEXPORT jbyteArray JNICALL Java_testJNI_getBuffer(JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

#include <stdio.h>
#include "testJNI.h"

JNIEXPORT void JNICALL Java_testJNI_setBuffer(JNIEnv *env, jobject obj, jbyteArray buffer, jint len)
{
    int i;
    char table[30];
    char *ptab;
    printf("
testing jni array.............
");
    
    //这个函数是将java里的数组拷贝到C这边，执行完table获得java传过来的数组值
    (*env)->GetByteArrayRegion(env,buffer,0,len,table);
    for(i=0;i<len;i++)
        printf("table[%d]=%c,",i,table[i]);
    printf("
");
    /*
     * 也可以使用这个函数,将本地的指针ptab直接指向Java端的数组地址，
     * 其实本质上是JVM在堆上分配的这个数组对象上增加一个引用计数，保证
     * 垃圾回收的时候不要释放，从而交给本地的指针使用，使用完毕后指针
     * 一定要记得通过ReleaseByteArrayElements进行释放，否则会产生内存泄露。
     */
    ptab = (*env)->GetByteArrayElements(env,buffer,0);
    if(ptab ==NULL)
    {
        printf("ReleaseByteArrayElements error.
");
        return ;
    }
    for(i=0;i<len;i++)
        printf("ptab[%d]=%c,",i,ptab[i]);
    printf("
");
    (*env)->ReleaseByteArrayElements(env,buffer,ptab,0);
}

JNIEXPORT jbyteArray JNICALL Java_testJNI_getBuffer(JNIEnv *env, jobject obj)
{
    int i;
    char buffer[30];
    for(i=0;i<10;i++)
        buffer[i] = 'a';
    // 在JNI层分配数组空间
    jbyteArray array = (*env)->NewByteArray(env,30);
    // 将buffer值复制给JNI层数组
    (*env)->SetByteArrayRegion(env,array,0,10,buffer);
    // 返回访问指针
    return array;
    // 此外还有一种方法可以实现，使用GetDirectBufferAddress()函数
}

libmyself.so:myself.o
    gcc -Wall -rdynamic -shared -o libmyself.so myself.o

%.o:%.c
    gcc -I/usr/lib/jvm/java-6-openjdk-amd64/include/ -I/usr/lib/jvm/java-6-openjdk-amd64/include/linux/ -fPIC -c -o $@ $^

clean: 
    rm -rf *.o *.so