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  • Jni中C++和Java的参数传递

    Jni中C++和Java的参数传递

    如何使用JNI的一些基本方法和过程在网上多如牛毛,如果你对Jni不甚了解,不知道Jni是做什么的,如何建立一个基本的jni程序,或许可以参考下面下面这些文章:
    利用VC++6.0实现JNI的最简单的例子 
    JNI入门教程之HelloWorld篇 
    SUN JNI Tutorial
    谢谢大家的回复,有人说类型不对,己修正。类型请参照:

    http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/jni/spec/types.html


    这些资料的例子中,大多数只是输入一些简单的参数,获取没有参数。而在实际的使用过程中,往往需要对参数进行处理转换。才可以被C/C++程序识别。比如我们在C++中有一个结构(Struct)DiskInfo ,需要传递一个类似于DiskInfo *pDiskInfo的参数,类似于在C++这样参数如何传递到Java中呢?下面我们就来讨论C++到Java中方法的一些常见参数的转换:

    定义Native Java类:

    如果你习惯了使用JNI,你就不会觉得它难了。既然本地方法是由其他语言实现的,它们在Java中没有函数体。但是,所有本地代码必须用本地关键词声明,成为Java类的成员。假设我们在C++中有这么一个结构,它用来描述硬盘信息:

     // 硬盘信息 
     struct    {
         char  name[ 256 ];
         int  serial;
    } DiskInfo;

    那么我们需要在Java中定义一个类来与之匹配,声明可以写成这样:

     class  DiskInfo  {
         // 名字 
          public  String name;

         // 序列号 
          public   int  serial;
    }

    在这个类中,申明一些Native的本地方法,来测试方法参数的传递,分别定义了一些函数,用来传递结构或者结构数组,具体定义如下面代码:

     /* ***************** 定义本地方法 ******************* */ 
         // 输入常用的数值类型(Boolean,Byte,Char,Short,Int,Float,Double) 
          public  native  void  displayParms(String showText,  int  i, boolean bl);

         // 调用一个静态方法 
          public  native  int  add( int  a,  int  b);

         // 输入一个数组 
          public  native  void  setArray(boolean[] blList);

         // 返回一个字符串数组 
          public  native String[] getStringArray();

         // 返回一个结构 
          public  native DiskInfo getStruct();

         // 返回一个结构数组 
          public  native DiskInfo[] getStructArray();

    编译生成C/C++头文件 

    定义好了Java类之后,接下来就要写本地代码。本地方法符号提供一个满足约定的头文件,使用Java工具Javah可以很容易地创建它而不用手动去创建。你对Java的class文件使用javah命令,就会为你生成一个对应的C/C++头文件。
    1、在控制台下进入工作路径,本工程路径为:E:workjavaworkspaceJavaJni。
    2、运行javah 命令:javah -classpath E:workjavaworkspaceJavaJni com.sundy.jnidemo ChangeMethodFromJni
    本文生成的C/C++头文件名为: com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni.h 

    在C/C++中实现本地方法

    生成C/C++头文件之后,你就需要写头文件对应的本地方法。注意:所有的本地方法的第一个参数都是指向JNIEnv结构的。这个结构是用来调用JNI函数的。第二个参数jclass的意义,要看方法是不是静态的(static)或者实例(Instance)的。前者,jclass代表一个类对象的引用,而后者是被调用的方法所属对象的引用。

    返回值和参数类型根据等价约定映射到本地C/C++类型,如表JNI类型映射所示。有些类型,在本地代码中可直接使用,而其他类型只有通过JNI调用操作。

    表A

    Java 类型 本地类型 描述
    boolean jboolean C/C++8位整型
    byte jbyte C/C++带符号的8位整型
    char jchar C/C++无符号的16位整型
    short jshort C/C++带符号的16位整型
    int jint C/C++带符号的32位整型
    long jlong C/C++带符号的64位整型e
    float jfloat C/C++32位浮点型
    double jdouble C/C++64位浮点型
    Object jobject 任何Java对象,或者没有对应java类型的对象
    Class jclass Class对象
    String jstring 字符串对象
    Object[] jobjectArray 任何对象的数组
    boolean[] jbooleanArray 布尔型数组
    byte[] jbyteArray 比特型数组
    char[] jcharArray 字符型数组
    short[] jshortArray 短整型数组
    int[] jintArray 整型数组
    long[] jlongArray 长整型数组
    float[] jfloatArray 浮点型数组
    double[] jdoubleArray 双浮点型数组

    ※     JNI类型映射

    使用数组:

    JNI通过JNIEnv提供的操作Java数组的功能。它提供了两个函数:一个是操作java的简单型数组的,另一个是操作对象类型数组的。

    因为速度的原因,简单类型的数组作为指向本地类型的指针暴露给本地代码。因此,它们能作为常规的数组存取。这个指针是指向实际的Java数组或者Java数组的拷贝的指针。另外,数组的布置保证匹配本地类型。

    为了存取Java简单类型的数组,你就要要使用GetXXXArrayElements函数(见B),XXX代表了数组的类型。这个函数把Java数组看成参数,返回一个指向对应的本地类型的数组的指针。

    表B

    函数 Java 数组类型 本地类型
    GetBooleanArrayElements jbooleanArray jboolean
    GetByteArrayElements jbyteArray jbyte
    GetCharArrayElements jcharArray jchar
    GetShortArrayElements jshortArray jshort
    GetIntArrayElements jintArray jint
    GetLongArrayElements jlongArray jlong
    GetFloatArrayElements jfloatArray jfloat
    GetDoubleArrayElements jdoubleArray jdouble

    JNI数组存取函数

    当你对数组的存取完成后,要确保调用相应的ReleaseXXXArrayElements函数,参数是对应Java数组和GetXXXArrayElements返回的指针。如果必要的话,这个释放函数会复制你做的任何变化(这样它们就反射到java数组),然后释放所有相关的资源。

    为了使用java对象的数组,你必须使用GetObjectArrayElement函数和SetObjectArrayElement函数,分别去get,set数组的元素。GetArrayLength函数会返回数组的长度。

    使用对象

    JNI提供的另外一个功能是在本地代码中使用Java对象。通过使用合适的JNI函数,你可以创建Java对象,get、set 静态(static)和实例(instance)的域,调用静态(static)和实例(instance)函数。JNI通过ID识别域和方法,一个域或方法的ID是任何处理域和方法的函数的必须参数。

    表C列出了用以得到静态(static)和实例(instance)的域与方法的JNI函数。每个函数接受(作为参数)域或方法的类,它们的名称,符号和它们对应返回的jfieldIDjmethodID

    表C

    函数 描述
    GetFieldID 得到一个实例的域的ID
    GetStaticFieldID 得到一个静态的域的ID
    GetMethodID 得到一个实例的方法的ID
    GetStaticMethodID 得到一个静态方法的ID

    ※域和方法的函数

    如果你有了一个类的实例,它就可以通过方法GetObjectClass得到,或者如果你没有这个类的实例,可以通过FindClass得到。符号是从域的类型或者方法的参数,返回值得到字符串,如D所示。

    表D

    Java 类型 符号
    boolean Z
    byte B
    char C
    short S
    int I
    long J
    float F
    double D
    void V
    objects对象 Lfully-qualified-class-name;L类名
    Arrays数组 [array-type [数组类型
    methods方法 (argument-types)return-type(参数类型)返回类型

    ※确定域和方法的符号


    下面我们来看看,如果通过使用数组和对象,从C++中的获取到Java中的DiskInfo 类对象,并返回一个DiskInfo数组:

    //返回一个结构数组,返回一个硬盘信息的结构数组
    JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStructArray
    (JNIEnv *env, jobject _obj)
    {
        //申明一个object数组 
        jobjectArray args = 0;
        
        //数组大小
        jsize        len = 5;

        //获取object所属类,一般为ava/lang/Object就可以了
        jclass objClass = (env)->FindClass("java/lang/Object");

        //新建object数组
        args = (env)->NewObjectArray(len, objClass, 0);

        /* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/

        //获取Java中的实例类
        jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");
        
        //获取类中每一个变量的定义
        //名字
        jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");
        //序列号
        jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");

        //给每一个实例的变量付值,并且将实例作为一个object,添加到objcet数组中
        for(int  i=0; i < len; i++ )
        {
            //给每一个实例的变量付值
            jstring jstr = WindowsTojstring(env,"我的磁盘名字是 D:");
            //(env)->SetObjectField(_obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));
            (env)->SetObjectField(_obj,str,jstr);
            (env)->SetShortField(_obj,ival,10);

            //添加到objcet数组中
            (env)->SetObjectArrayElement(args, i, _obj);
        }
        //返回object数组
        return args;

     }



    全部的C/C++方法实现代码如下:

    /*
    *
    * 一缕阳光(sundy)版权所有,保留所有权利。
    */
    /**

    *  TODO Jni 中一个从Java到C/C++参数传递测试类
    *
    *  @author 刘正伟(sundy)
    *  @see http://www.cnweblog.com/sundy
    *  @see mailto:sundy26@126.com
    *  @version 1.0
    *  @since 2005-4-30

    *  修改记录:
    *  
    *  日期              修改人                 描述
    *  ----------------------------------------------------------------------------------------------
    *
    *
    *
    */
    // JniManage.cpp : 定义 DLL 应用程序的入口点。
    //
    package com.sundy.jnidemo;
    #include "stdafx.h"

    #include <stdio.h>
    #include <math.h>
    #include "jni.h"
    #include "jni_md.h"

    #include "./head/Base.h"
    #include "head/wmi.h"
    #include "head/com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni.h" //通过javah –jni javactransfer 生成
    #include <stdio.h>
    #include "stdlib.h"
    #include "string.h"

    #pragma comment (lib,"BaseInfo.lib")
    #pragma comment (lib,"jvm.lib")
    //硬盘信息
    struct  {
        char name[256];
        int serial;
    }DiskInfo;
    /*BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule, 
                           DWORD  ul_reason_for_call, 
                           LPVOID lpReserved
                         )
    {
        LPTSTR  strName = new CHAR[256] ;
        (*GetHostName)(strName);
        printf("%s ",strName);
        delete [] strName;

        return TRUE;
    }*/
    //将jstring类型转换成windows类型
    char* jstringToWindows( JNIEnv *env, jstring jstr );
    //将windows类型转换成jstring类型
    jstring WindowsTojstring( JNIEnv* env, char* str );

    //主函数
    BOOL WINAPI DllMain(HANDLE hHandle, DWORD dwReason, LPVOID lpReserved)
    {
        return TRUE;
    }
    //输入常用的数值类型 Boolean,Byte,Char,Short,Int,Float,Double
    JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_displayParms
    (JNIEnv *env, jobject obj, jstring s, jint i, jboolean b)
    {
        const char* szStr = (env)->GetStringUTFChars(s, 0 );
        printf( "String = [%s] ", szStr );
        printf( "int = %d ", i );
        printf( "boolean = %s ", (b==JNI_TRUE ? "true" : "false") );
        (env)->ReleaseStringUTFChars(s, szStr );
    }

    //调用一个静态方法,只有一个简单类型输出
    JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_add
    (JNIEnv *env, jobject, jint a, jint b)
    {
        int rtn = (int)(a + b);
        return (jint)rtn;
    }

    ////输入一个数组,这里输入的是一个Boolean类型的数组
    JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_setArray
    (JNIEnv *env, jobject, jbooleanArray ba)
    {
        jboolean* pba = (env)->GetBooleanArrayElements(ba, 0 );
        jsize len = (env)->GetArrayLength(ba);
        int i=0;
        // change even array elements
        for( i=0; i < len; i+=2 )
        {
            pba[i] = JNI_FALSE;
            printf( "boolean = %s ", (pba[i]==JNI_TRUE ? "true" : "false") );
        }
        (env)->ReleaseBooleanArrayElements(ba, pba, 0 );
    }

    ////返回一个字符串数组
    JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStringArray
    (JNIEnv *env, jobject)
    {
        jstring      str;
        jobjectArray args = 0;
        jsize        len = 5;
        char*        sa[] = { "Hello,", "world!", "JNI", "is", "fun" };
        int          i=0;
        args = (env)->NewObjectArray(len,(env)->FindClass("java/lang/String"),0);
        for( i=0; i < len; i++ )
        {
            str = (env)->NewStringUTF(sa[i] );
            (env)->SetObjectArrayElement(args, i, str);
        }
        return args;
    }

    //返回一个结构,这里返回一个硬盘信息的简单结构类型
    JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStruct
    (JNIEnv *env, jobject obj)
    {
        /* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/

        //获取Java中的实例类
        jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");

        //获取类中每一个变量的定义
        //名字
        jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");
        //序列号
        jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");


        //给每一个实例的变量付值
        (env)->SetObjectField(obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));
        (env)->SetShortField(obj,ival,10);
        
        return obj;
    }

    //返回一个结构数组,返回一个硬盘信息的结构数组
    JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStructArray
    (JNIEnv *env, jobject _obj)
    {
        //申明一个object数组 
        jobjectArray args = 0;
        
        //数组大小
        jsize        len = 5;

        //获取object所属类,一般为ava/lang/Object就可以了
        jclass objClass = (env)->FindClass("java/lang/Object");

        //新建object数组
        args = (env)->NewObjectArray(len, objClass, 0);

        /* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/

        //获取Java中的实例类
        jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");
        
        //获取类中每一个变量的定义
        //名字
        jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");
        //序列号
        jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");

        //给每一个实例的变量付值,并且将实例作为一个object,添加到objcet数组中
        for(int  i=0; i < len; i++ )
        {
            //给每一个实例的变量付值
            jstring jstr = WindowsTojstring(env,"我的磁盘名字是 D:");
            //(env)->SetObjectField(_obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));
            (env)->SetObjectField(_obj,str,jstr);
            (env)->SetShortField(_obj,ival,10);

            //添加到objcet数组中
            (env)->SetObjectArrayElement(args, i, _obj);
        }
        //返回object数组
        return args;

     }

    //将jstring类型转换成windows类型
    char* jstringToWindows( JNIEnv  *env, jstring jstr )
    {
        int length = (env)->GetStringLength(jstr );
        const jchar* jcstr = (env)->GetStringChars(jstr, 0 );
        char* rtn = (char*)malloc( length*2+1 );
        int size = 0;
        size = WideCharToMultiByte( CP_ACP, 0, (LPCWSTR)jcstr, length, rtn,(length*2+1), NULL, NULL );
        if( size <= 0 )
            return NULL;
        (env)->ReleaseStringChars(jstr, jcstr );
        rtn[size] = 0;
        return rtn;
    }
    //将windows类型转换成jstring类型
    jstring WindowsTojstring( JNIEnv* env, char* str )
    {
        jstring rtn = 0;
        int slen = strlen(str);
        unsigned short * buffer = 0;
        if( slen == 0 )
            rtn = (env)->NewStringUTF(str ); 
        else
        {
            int length = MultiByteToWideChar( CP_ACP, 0, (LPCSTR)str, slen, NULL, 0 );
            buffer = (unsigned short *)malloc( length*2 + 1 );
            if( MultiByteToWideChar( CP_ACP, 0, (LPCSTR)str, slen, (LPWSTR)buffer, length ) >0 )
                rtn = (env)->NewString(  (jchar*)buffer, length );
        }
        if( buffer )
            free( buffer );
        return rtn;
    }


    Java 测试native代码
    这没有什么多说的,看代码吧

    //主测试程序
        public static void main(String[] args) {
            ChangeMethodFromJni changeJni = new ChangeMethodFromJni();

            //输入常用的数值类型(string int boolean)
            System.out
                    .println("------------------输入常用的数值类型(string int boolean)-----------");
            changeJni.displayParms("Hello World!", 100, true);

            //调用一个静态方法
            System.out.println("------------------调用一个静态方法-----------");
            int ret = changeJni.add(12, 20);
            System.out.println("The result is: " + String.valueOf(ret));

            //输入一个数组
            System.out.println("------------------输入一个数组-----------");
            boolean[] blList = new boolean[] { true, false, true };
            changeJni.setArray(blList);

            //返回一个字符串数组
            System.out.println("------------------返回一个字符串数组-----------");
            String[] strList = changeJni.getStringArray();
            for (int i = 0; i < strList.length; i++) {
                System.out.print(strList[i]);
            }
            System.out.println();

            System.out.println("------------------返回一个结构-----------");

            //返回一个结构
            DiskInfo disk = changeJni.getStruct();
            System.out.println("name:" + disk.name);
            System.out.println("Serial:" + disk.serial);

            //返回一个结构数组

            System.out.println("------------------返回一个结构数组 -----------");
            DiskInfo[] diskList = changeJni.getStructArray();
            for (int i = 0; i < diskList.length; i++) {
                System.out.println("name:" + diskList[i].name);
                System.out.println("Serial:" + diskList[i].serial);
            }

        }
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