JNI入門

JNI是Java Native Interface的縮寫，中文即JAVA本地調用。從Java1.1開始，JNI標準成爲java平臺的一部分，它允許Java代碼和其他語言寫的代碼進行交互。JNI一開始是爲了本地已編譯語言，尤其是C和C++而設計的，但是它並不妨礙你使用其他語言，只要調用約定受支持就可以了。

通常有以下幾種情況我們需要使用JNI來實現：

1.標準的java類庫沒有提供你的應用程序所需要的功能，通常這些功能是平臺相關的。

2.你希望在java程序中使用一些已經有的類庫或者應用程序，而他們並非用java語言編寫的。

3.程序的某些部門對速度要求比較苛刻，你選擇用匯編或者C語言來實現，並在java語言中調用他們。

關係如下圖所示：

一般書寫分以下幾步進行：

 1.編寫帶有native聲明的方法的java類

 2.使用javac命令編譯縮寫的java類，然後使用javah + java類名生成h頭文件

 3.使用C\C++實現本地方法

 4.將C\C++編寫的文件生成動態鏈接庫

 5.運行程序，OK。

下面演示一個示例程序HelloWorld。

 1.編寫java類

    首先，我們在硬盤上建立一個文件夾hello作爲我們的工作目錄，然後編寫java代碼，命名爲HelloWorld.java,如下所示：

class HelloWorld {
   public native void displayHelloWorld();//所有native關鍵詞修飾的都是對本地的聲明
   static {
      System.loadLibrary("hello"); //載入本地庫
   }
   public static void main(String[] args) {
      new HelloWorld().displayHelloWorld();
   }
}

注重我們的displayHelloWorld()方法的聲明，它有一個關鍵字native，表明這個方法使用java以外的語言實現。方法不包括實現，因爲我們要用c/c++語言實現它。

注重System.loadLibrary("hello")這句代碼，它是在靜態初始化塊中定義的，系統用來裝載hello共享庫，這就是我們在後面生成的hello.dll（假如在其他的操作系統可能是其他的形式，比如hello.so）
 2.編譯java代碼

    首先安裝java jdk，我安裝在C盤下，然後設置環境變量：

1.打開我的電腦--屬性--高級--環境變量
  2.新建系統變量JAVA_HOME 和CLASSPATH

           變量名：JAVA_HOME   變量值：C:\Program Files\Java\jdk1.7.0

           變量名：CLASSPATH   變量值：.;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar;

  3. 選擇“系統變量”中變量名爲“Path”的環境變量，雙擊該變量，把JDK安裝路徑中

bin目錄的絕對路徑，添加到Path變量的值中，並使用半角的分號和已有的路徑進行分隔。

變量名：Path 變量值：%JAVA_HOME%\bin;%JAVA_HOME%\jre\bin;

          打開命令行，進入hello目錄下，輸入命令javac HelloWorld.java，生成HelloWorld.class文件，如下圖：

     

3.生成h文件

   輸入命令 javah HelloWorld, 生成h文件，如下圖所示：

   

文件的內容如下：

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

#ifndef _Included_HelloWorld
#define _Included_HelloWorld
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     HelloWorld
 * Method:    displayHelloWorld
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_displayHelloWorld
  (JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

（這裏我們可以這樣理解：這個h文件相當於我們在java裏面的接口，這裏聲明瞭一個Java_HelloWorld_displayHelloWorld (JNIEnv *, jobject);方法，然後在我們的本地方法裏面實現這個方法，也就是說我們在編寫C/C++程序的時候所使用的方法名必須和這裏的一致）。

4.編寫本地實現代碼

   代碼：

#include <jni.h>
#include "HelloWorld.h"
#include <stdio.h>

JNIEXPORT void JNICALL
Java_HelloWorld_displayHelloWorld(JNIEnv *env, jobject obj) {
 
  printf("Hello world!\n");
  return;
}

注意代碼中的第1行，需要將jni.h（該文件可以在%JAVA_HOME%/include文件夾下面找到）文件引入，因爲在程序中的JNIEnv、 jobject等類型都是在該頭文件中定義的；另外在第2行需要將HelloWorld.h頭文件引入（我是這麼理解的：相當於我們在編寫java程序的時候，實現一個接口的話需要聲明纔可以，這裏就是將HelloWorld.h頭文件裏面聲明的方法加以實現。當然不一定是這樣）。然後保存爲 HelloWorldImpl.c就ok了。

5.生成動態庫

   這裏以在Windows中爲例，需要生成dll文件。在保存HelloWorldImpl.c文件夾下面，使用VC的編譯器cl成。 

   cl -I“%JAVA_HOME%\include” -I“%JAVA_HOME%\include\win32” -LD HelloWorldImpl.c -Fehello.dll

   注意1：生成的dll文件名在選項-Fe後面配置，這裏是hello（中間沒有空格），因爲在HelloWorld.java文件中我們loadLibary的時候使用的名字是hello。當然這裏修改之後那裏也需要修改。另外需要將-I%java_home%\include -I%java_home%\include\win32參數加上，因爲在第四步裏面編寫本地方法的時候引入了jni.h文件。

     注意2：使用cl編譯器時我們也需要配置一下環境變量：

   如果你是把VC安裝在默認路徑，那麼要把操作系統的默認路徑（即PATH）設置爲以下四個路徑，用分號隔開
   C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\Common\Tools\WinNT
   C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\Common\MSDev98\Bin
   C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\Common\Tools
   C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\bin

    新建環境變量include，變量值爲C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\include

    新建環境變量lib，變量值爲C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\lib

    保存。

    編譯完成後，會生成hello.dll文件，如下圖所示：

    

6.運行程序

   將hello.dll複製到工作目錄下，運行java HelloWorld,輸出Hello World！如下圖所示：