Java c++ 2

http://www.360doc.com/relevant/08/0103/10/14474_942339.shtml

篇文檔，做這個的時候感覺並不是特困難,感覺非常的新奇,畢竟自己做c語言的項目特別少.現在把這篇文章轉載過來，加了自己的一些注意項。

JNI使用技巧點滴

本文爲在 32 位 Windows 平臺上實現 Java 本地方法提供了實用的示例、步驟和準則。本文中的示例使用 Sun Microsystems 公司創建的 Java Development Kit (JDK) 版本 1.4.1。用 C 語言編寫的本地代碼是用 Microsoft Visual C++ 6.0編譯器編譯生成。

　　簡介

　　近日，由於項目需要，要在WEB頁面實現圖像轉換功能，而VC在圖像轉換方面有着得天獨厚的優勢。我們首先用VC封裝出圖像轉換的DLL，然後用JAVA的本地化方法JNI調用用於圖像轉換的DLL，最後用JavaBean調用JNI生成的DLL。

　　通過近幾天在網上找資料和自己的摸索，收穫很多，現總結如下，讓以後做這方面的人少走彎路。

　　一. JAVA部分

　　1. 無包的情況：

　　實例一：

　　public class MyNative

　　{

　　static

　　{

　　System.loadLibrary( "MyNative" );

　　}

　　public native static void HelloWord();

　　public native static String cToJava();

　　}

　　說明：

　　1)在JAVA程序中，首先需要在類中聲明所調用的庫名稱System.loadLibrary( String libname );，在庫的搜尋路徑中定位這個庫。定位庫的具體操作依賴於操作系統。在windows下，首先從當前目錄查找，然後再搜尋”PATH”環境變量列出的目錄。如果找不到該庫，則會拋出UnsatisfiedLinkError。

2)這裏加載的是JNI生成的DLL，而不是其他生成的DLL的名稱。 在這裏，庫的擴展名字可以不用寫出來，究竟是DLL還是SO，由系統自己判斷。

3) 還需要對將要調用的方法做本地聲明，關鍵字爲native。並且只需要聲明，而不需要具體實現。 實現放在C中實現，稍後將做說明。

　　4)如果加了static，表明是靜態方法。如果不加，表明是一般的方法。加與不加，生成的頭文件中有一個參數不同。稍後將做說明。

　　現在開始編譯它:

　　用javac MyNative.h編譯它，生成對應的class文件。

　　用javah MyNative ，就會生成對應的MyNative.h頭文件。剩下的是就開始交給VC來完成了（我們用VC來實現對應的C實現部分）。

　　2. 有包的情況：

　　實例二：

　　package com..myNative;

　　public class MyNative

　　{

　　static

　　{

　　System.loadLibrary( "MyNative" );

　　}

　　public native static void HelloWord();

　　public native static String cToJava();

　　}

　　其他與上面相同，就是在用javac和javah時有所不同。對於有包的情況一定要注意這一點，開始時我的程序始終運行都不成功，問題就出在這裏。

　　javac ./com/myNative/MyNative.java

　　javah com.myNative.MyNative

　　上面一句就不用解釋了。對下面的一句解釋一下：本類的前面均是包名。這樣生成的頭文件就是：com.myNative.MyNative.h。 開始時，在這種情況下我用javah MyNative生成的頭文件始終是MyNative.h。在網上查資料時，看見別人的頭文件名砸那長，我的那短。但不知道爲什麼，現在大家和我一樣知道爲什麼了吧。：）。有時還需要帶上路徑。具體查看javah的語法。

二．C實現部分

　　剛纔用javah MyNative生成的MyNative.h頭文件內容如下：

　　/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */

　　#include

　　/* Header for class MyNative */

　　#ifndef _Included_MyNative

　　#define _Included_MyNative

　　#ifdef __cplusplus

　　extern "C" {

　　#endif

　　/*

　　* Class: MyNative

　　* Method: HelloWord

　　* Signature: ()V

　　*/

　　JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord (JNIEnv *, jclass);

　　/*

　　* Class: MyNative

　　* Method: cToJava

　　* Signature: ()Ljava/lang/String;

　　*/

　　JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_cToJava (JNIEnv *, jclass);

　　#ifdef __cplusplus

　　}

　　#endif

　　#endif

接下來,就是如何實現它了。其實，用JNI作出的東西也是DLL，被JAVA所調用。

　　在具體實現的時候，我們只關心兩個函數原型：

　　JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord(JNIEnv *, jclass);和JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_cToJava(JNIEnv *, jclass);

　　現在讓我們開始激動人心的第一步吧 : ) 。在project裏面選擇win32 Dynamic-link Library，然後點擊下一步，其餘的取默認。如果不取默認的，將會有dllmain()函數。取空DLL工程的話，將無這個函數。我在這裏取的是空。

　　然後選擇new->File->C++ Source File，生成一個空*.cpp文件。我們把他取名爲MyNative。把JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord(JNIEnv *, jclass);和JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_cToJava(JNIEnv *, jclass);拷貝到CPP文件中去。然後把頭文件包含進來。

　　生成的MyNative.cpp內容如下：

　　#include

　　#include "MyNative.h"

　　JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord (JNIEnv *env, jclass jobject)

　　{

　　printf("hello word!/n");

　　}

　　JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_cToJavaJNIEnv *env, jclass obj)

　　{

　　jstring jstr;

　　char str[]="Hello,word!/n";

　　jstr=env->NewStringUTF(str);

　　return jstr;

　　}

　　在編譯前一定要注意下列情況。

　　注意：一定要把SDK中的include文件夾中(和它下面的win32文件夾下的頭文件)的幾個頭文件拷貝到VC的include文件夾中。或者在VC的tools/options/directories中設置，把頭文件給包含進來。

對程序的一點解釋：

　　1)前文不是說過，加了static和不加只是一個參數的區別嗎。就是jclass的不同，不加static這裏就是jobject。也就是JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord(JNIEnv *env, jobject obj)。

　　2)這裏JNIEXPORT和JNICALL都是JNI的關鍵字，表示此函數是要被JNI調用的。而jstring是以JNI爲中介使JAVA的String類型與本地的string溝通的一種類型，我們可以視而不見，就當做String使用(具體對應見表一)。函數的名稱是JAVA_再加上java程序的package路徑再加函數名組成的（參見有包的情況）。參數中，我們也只需要關心在JAVA程序中存在的參數，至於JNIEnv*和jclass我們一般沒有必要去碰它。

　　3)NewStringUTF()是JNI函數，從一個包含UTF格式編碼字符的char類型數組中創建一個新的jstring對象。

　　4) 以上程序片斷jstr=env->NewStringUTF(str);是C++中的寫法，不必使用env指針。因爲JNIEnv函數的C++版本包含有直接插入成員函數，他們負責查找函數指針。而對於C的寫法，應改爲：jstr=(*env)->NewStringUTF(env,str);因爲所有JNI函數的調用都使用env指針，它是任意一個本地方法的第一個參數。env指針是指向一個函數指針表的指針。因此在每個JNI函數訪問前加前綴(*env)->，以確保間接引用函數指針。

　　在C和Java編程語言之間傳送值時，需要理解這些值類型在這兩種語言間的對應關係。這些都在頭文件jni.h中，用typedef語句聲明瞭這些類在目標平臺上的代價類。頭文件也定義了常量如：JNI_FALSE=0 和JNI_TRUE=1;

表一說明了Java類型和C類型之間的對應關係。

　　表一 Java類型和C類型

Java編程語言	C編程語言	字節
boolean	jboolean	1
byte	jbyte	1
char	jchar	2
short	jshort	2
int	jint	4
long	jlong	8
float	jfloat	4
double	jdouble	8

現在開始對所寫的程序進行編譯。選擇build->rebuild all對所寫的程序進行編譯。點擊build->build MyNative.DLL生成DLL文件。

　　也可以用命令行cl來編譯。具體參看其他書籍。

　　再次強調（曾經爲這個東西大傷腦筋）：DLL放置地方

　　1) 當前目錄。

　　2) 放在path所指的路徑中

　　3) 自己在path環境變量中設置一個路徑，要注意所指引的路徑應該到.dll文件的上一級，如果指到.dll，則會報錯。

下面就開始測試我們的所寫的DLL吧（假設DLL已放置正確）。

　　public class mytest

　　{

　　public static void main(String[] args)

　　{

　　MyNative a=new MyNative();

　　a.HelloWord();

　　System.out.println(a.cToJava());

　　}

　　}

　　注意也要把MyNative.class放在與mytest.java同一個路徑下。現在開始編譯運行mytest，是不是在DOS窗口上輸出：

　　Hello word!

　　Hello,world!

　　以上是我們通過JNI方法調用的一個簡單C程序。但在實際情況中要比這複雜的多。特別是在通過JNI調用其他DLL時，還有很多的地方需要注意。

　　現在開始來討論包含包的情況，步驟與上面的相同，只是有一點點不同。我們來看其中的一個函數。

　　JNIEXPORT void JNICALL Java_com_MyNative_MyNative_HelloWord (JNIEnv *env, jclass jobject)

　　{

　　printf("hello word!/n");

　　}

　　我們來觀察函數名稱。函數的名稱是JAVA_再加上java程序的package路徑再加函數名組成的。現在這句話應該理解了吧。

　　我們也寫一個程序來測試包含包的情況。程序略。

　　javac ./com/MyNative/mytest.java

　　java mytest

　　是不是在DOS窗口上也顯示同樣的內容：）。 

從   Java   程序調用   C   或   C   ++   代碼的過程由六個步驟組成。我們將在下面幾頁中深入討論每個步驟，但還是先讓我們迅速地瀏覽一下它們。  
   
   
  編寫   Java   代碼。我們將從編寫   Java   類開始，這些類執行三個任務：聲明將要調用的本機方法；裝入包含本機代碼的共享庫；然後調用該本機方法。  
   
   
  編譯   Java   代碼。在使用   Java   類之前，必須成功地將它們編譯成字節碼。  
   
   
  創建   C/C++   頭文件。C/C++   頭文件將聲明想要調用的本機函數說明。然後，這個頭文件與   C/C++   函數實現（請參閱步驟   4）一起來創建共享庫（請參閱步驟   5）。  
   
   
  編寫   C/C++   代碼。這一步實現   C   或   C++   源代碼文件中的函數。C/C++   源文件必須包含步驟   3   中創建的頭文件。  
   
   
  創建共享庫文件。從步驟   4   中創建的   C   源代碼文件來創建共享庫文件。  
   
   
  運行   Java   程序。運行該代碼，並查看它是否有用。我們還將討論一些用於解決常見錯誤的技巧。    
   
   
     
  步驟   1：編寫   Java   代碼   第   3   頁（共16   頁）    
   
   
   
   
  我們從編寫   Java   源代碼文件開始，它將聲明本機方法（或方法），裝入包含本機代碼的共享庫，然後實際調用本機方法。  
   
  這裏是名爲   Sample1.java   的   Java   源代碼文件的示例：  
   
   
    1.   public   class   Sample1  
    2.   {  
    3.       public   native   int   intMethod(int   n);  
    4.       public   native   boolean   booleanMethod(boolean   bool);  
    5.       public   native   String   stringMethod(String   text);  
    6.       public   native   int   intArrayMethod(int[]   intArray);  
    7.  
    8.       public   static   void   main(String[]   args)  
    9.       {  
  10.           System.loadLibrary("Sample1");  
  11.           Sample1   sample   =   new   Sample1();  
  12.           int           square   =   sample.intMethod(5);  
  13.           boolean   bool       =   sample.booleanMethod(true);  
  14.           String     text       =   sample.stringMethod("JAVA");  
  15.           int           sum         =   sample.intArrayMethod(  
  16.                                                   new   int[]{1,1,2,3,5,8,13}   );  
  17.  
  18.           System.out.println("intMethod:   "   +   square);  
  19.           System.out.println("booleanMethod:   "   +   bool);  
  20.           System.out.println("stringMethod:   "   +   text);  
  21.           System.out.println("intArrayMethod:   "   +   sum);  
  22.       }  
  23.   }  
   
   
   
    第二步接下來，我們需要將   Java   代碼編譯成字節碼。完成這一步的方法之一是使用隨   SDK   一起提供的   Java   編譯器   javac。用來將   Java   代碼編譯成字節碼的命令是：  
   
           
  javac   Sample1.java  
   
  第三步是創建   C/C++   頭文件，它定義本機函數說明。完成這一步的方法之一是使用   javah.exe，它是隨   SDK   一起提供的本機方法   C   存根生成器工具。這個工具被設計成用來創建頭文件，該頭文件爲在   Java   源代碼文件中所找到的每個   native   方法定義   C   風格的函數。這裏使用的命令是：  
   
     
  javah   Sample1    
  第四步當談到編寫   C/C++   函數實現時，有一點需要牢記：說明必須和   Sample1.h   的函數聲明完全一樣。我們將研究用於   C   實現和   C++   實現的完整代碼，然後討論兩者之間的差異  
  以下是   Sample1.c，它是用   C   編寫的實現：  
   
   
    1.   #include   "Sample1.h"  
    2.   #include   <string.h>  
    3.    
    4.   JNIEXPORT   jint   JNICALL   Java_Sample1_intMethod  
    5.       (JNIEnv   *env,   jobject   obj,   jint   num)   {  
    6.         return   num   *   num;  
    7.   }  
    8.    
    9.   JNIEXPORT   jboolean   JNICALL   Java_Sample1_booleanMethod  
  10.       (JNIEnv   *env,   jobject   obj,   jboolean   boolean)   {  
  11.       return   !boolean;  
  12.   }  
  13.  
  14.   JNIEXPORT   jstring   JNICALL   Java_Sample1_stringMethod  
  15.       (JNIEnv   *env,   jobject   obj,   jstring   string)   {  
  16.           const   char   *str   =   (*env)->GetStringUTFChars(env,   string,   0);  
  17.           char   cap[128];  
  18.           strcpy(cap,   str);  
  19.           (*env)->ReleaseStringUTFChars(env,   string,   str);  
  20.           return   (*env)->NewStringUTF(env,   strupr(cap));  
  21.   }  
  22.    
  23.   JNIEXPORT   jint   JNICALL   Java_Sample1_intArrayMethod  
  24.       (JNIEnv   *env,   jobject   obj,   jintArray   array)   {  
  25.           int   i,   sum   =   0;  
  26.           jsize   len   =   (*env)->GetArrayLength(env,   array);  
  27.           jint   *body   =   (*env)->GetIntArrayElements(env,   array,   0);  
  28.           for   (i=0;   i<len;   i++)  
  29.           { sum   +=   body[i];  
  30.           }  
  31.           (*env)->ReleaseIntArrayElements(env,   array,   body,   0);  
  32.           return   sum;  
  33.   }  
  34.    
  35.   void   main(){}  
   
   
   
     
  步驟   5：創建共享庫文件   第   13   頁（共16   頁）    
   
   
   
   
  接下來，我們創建包含本機代碼的共享庫文件。大多數   C   和   C++   編譯器除了可以創建機器代碼可執行文件以外，也可以創建共享庫文件。用來創建共享庫文件的命令取決於您使用的編譯器。下面是在   Windows   和   Solaris   系統上執行的命令。  
   
  Windows：   cl   -Ic:/jdk/include   -Ic:/jdk/include/win32   -LD   Sample1.c   -FeSample1.dll    
  Solaris：   cc   -G   -I/usr/local/jdk/include   -I/user/local/jdk/include/solaris   Sample1.c   -o   Sample1.so    
   
     
   
   
  最後一步是運行   Java   程序，並確保代碼正確工作。因爲必須在   Java   虛擬機中執行所有   Java   代碼，所以需要使用   Java   運行時環境。完成這一步的方法之一是使用   java，它是隨   SDK   一起提供的   Java   解釋器。所使用的命令是：  
   
           
  java   Sample1  
   
   
  當運行   Sample1.class   程序時，應該獲得下列結果：  
   
   
  PROMPT>java   Sample1  
  intMethod:   25  
  booleanMethod:   false  
  stringMethod:   JAVA  
  intArrayMethod:   33  
   
  PROMPT>  
   
  來自ibm的jni教程

關鍵字：C++創建Java虛擬機 C函數調用java方法 java調用C/C++函數 JNI機制 參數傳遞

畢業設計到了最後階段，沒想到遇到了技術上的難題。java裏調用C函數的方法比較簡單，就是JNI機制。但是要在C/C++裏面調用java類，覺得這裏有一些有關java底層實現即java虛擬機的有趣問題，比較難。現在就把java與C++的相互調用的方法，實現過程詳細寫下來。

首先，java調用C函數這個過程，《JNI機制》已有講述，這裏不再詳述。現在說說參數傳遞的方法。一個類型的參數在JNI過程中要經過兩次映射。比如在java程序裏是int類型，JNI裏對應就是jint類型，到了C++程序裏相應轉爲本地類型int，如下表。

Java類型 本地類型 描述
boolean jboolean C/C++8位整型
byte jbyte C/C++帶符號的8位整型
char jchar C/C++無符號的16位整型
short jshort C/C++帶符號的16位整型
int jint C/C++帶符號的32位整型
long jlong C/C++帶符號的64位整型e
float jfloat C/C++32位浮點型
double jdouble C/C++64位浮點型
> String jstring 字符串對象
Object[] jobjectArray 任何對象的數組
boolean[] jbooleanArray 布爾型數組
byte[] jbyteArray 比特型數組
char[] jcharArray 字符型數組
short[] jshortArray 短整型數組
int[] jintArray 整型數組
long[] jlongArray 長整型數組
float[] jfloatArray 浮點型數組
double[] jdoubleArray 雙浮點型數組
表一 JNI類型映射


此外，我們還可以把數組作爲參數進行傳遞。如函數：
JNIEXPORT void JNICALL Java_pakage_class(JNIEnv *env, jobject, jintArray i){
//class在java中定義爲native void class(int[] i);
jint* pi = (env)->GetIntArrayElements(i, 0 );//相當於獲取數組首地址
jsize len = (env)->GetArrayLength(i);//獲取數組長度
…
(env)->ReleaseIntArrayElements(i, pi, 0 );//用完後釋放指針
}

函數 Java數組類型 本地類型
GetBooleanArrayElements jbooleanArray jboolean
GetByteArrayElements jbyteArray jbyte
GetCharArrayElements jcharArray jchar
GetShortArrayElements jshortArray jshort
GetIntArrayElements jintArray jint
GetLongArrayElements jlongArray jlong
GetFloatArrayElements jfloatArray jfloat
GetDoubleArrayElements jdoubleArray jdouble
表二 JNI數組存取函數


其次，我們來看看在C++中如何調用訪問Java的屬性和方法。Java程序必須運行在java虛擬機上。Java程序啓動時會加載java虛擬機。在jdk1.4/jre/bin目錄下，大家可以看到client和server兩個文件夾，裏面都是jvm.dll。它們都是加載虛擬機的庫函數。兩者有區別，但只是性能上的區別。如果我們自己加載的話，任何一個都可以。

C++中加載虛擬機：
添加設置以下兩個include路徑， JDK/INCLUDE； JDK/INCLUDE/WIN32

#define JNI_VERSION_1_4 0x00010004
#pragma comment (lib,"jvm.lib")
＃i nclude
＃i nclude
typedef jint (JNICALL *JNICREATEPROC)(JavaVM **, void **, void *);
main（）{
JavaVM *jvm;
JNIEnv *env;
JavaVMInitArgs vm_args;
JavaVMOption options[3];
vm_args.version=JNI_VERSION_1_4;
/*設置初始化參數*/
options[0].optionString = "-Djava.compiler=NONE";
/*類路徑，相對或絕對，可設多個，分號隔開*/
options[1].optionString = "-Djava.class.path=C://dijk//JNI_Workplace//MyCap//MyCap//Debug;.;..;";
options[2].optionString = " ";
vm_args.nOptions =3;
vm_args.options = options;
vm_args.ignoreUnrecognized = JNI_TRUE;
//------------------------------加載jvm：
HINSTANCE jvmDll = LoadLibrary(“jdk1.4//jre//bin//server//jvm.dll”);
if (jvmDll == NULL) printf("加載JVM動態庫錯誤。%l", ::GetLastError());
//查找JNI_CreateJavaVM過程。
JNICREATEPROC jvmCreateProc = (JNICREATEPROC)GetProcAddress(jvmDll, "JNI_CreateJavaVM");
if (jvmCreateProc == NULL)
{
FreeLibrary(jvmDll);
printf("查找JNI_CreateJavaVM過程錯誤。%l", ::GetLastError());
}
//創建JVM：

int res = (jvmCreateProc)(&jvm, (void **)&env, &vm_args);
if (res < 0 || jvm == NULL || env == NULL)
{
FreeLibrary(jvmDll);
printf( "創建JVM發生錯誤。");
}
//---------------------------------------------------------------------------------
j>FindClass(“pakage/class”);//加載啓動類
if (env->ExceptionCheck() == JNI_TRUE || jcl == NULL)
{
FreeLibrary(jvmDll);
printf("加載啓動類失敗。");
}
jmethodID mid = env->GetStaticMethodID(jcl, “methodname” , "([Ljava/lang/String;"V);//此處的參數意義見註解1
if (env->ExceptionCheck() == JNI_TRUE || mid == NULL)
{
FreeLibrary(jvmDll);
printf("查找啓動方法失敗。");
}
//-------------------------調用方法：
env-> CallStaticObjectMethod( jcl, mid); //第3，4…參數就是被調方法的參數
FreeLibrary(jvmDll);
}

註解1：methodname是java方法名，第三個參數可以這樣得到：命令行下：
javap –p –s class> 雙引號裏頭的就可以作爲相應的參數。

註解2：GetStaticMethodID，CallStaticObjectMethod都是對靜態成員而言，非靜態成員對應GetMethodID，CallObjectMethod


到此爲止，Java與C++的相互調用就實現了。朋友們請想一想，如果java本地方法的C++函數實現中，又調用java的方法，那該怎麼辦呢？這裏面關係好象比較複雜，繞來繞去很容易讓人糊塗。先寫出源碼：
Java程序：

import javax.swing.*;
public > static {
System.loadLibrary("mydll");
}
public native static int get();
public native static void set(int i);//有待c實現的方法
public static void fuction(int i){ // static
System.out.println("I am java fuction "+i);
JFrame j=new JFrame();
j.setVisible(true);
}
public static void main(String[] args)
{
myjava my=new myjava();
my.set(10);
System.out.println(my.get());//調用c實現的方法
my.fuction(1);
}
}

javac生成myjava.class,javah myjava生成myjava.h。myjava.h內容大致如下：
JNIEXPORT jint JNICALL Java_myjava_get
(JNIEnv *, jclass);
JNIEXPORT void JNICALL Java_myjava_set
(JNIEnv *, jclass, jint);

新建動態鏈接庫工程mydll，添加myjava頭文件，添加mydll.cpp。mydll.cpp源碼如下：

＃i nclude "myjava.h"
int i=0;
JNIEXPORT jint JNICALL Java_myjava_get(JNIEnv *, jclass)
{
return i;
}
JNIEXPORT void JNICALL Java_myjava_set(JNIEnv *env, jclass, jint j)
{
i=j;
//啓動類
const char StartClass[] = "myjava";
//啓動方法
const char StartMethod[] = "fuction";
j>FindClass(StartClass);
if (env->ExceptionCheck() == JNI_TRUE || jcl == NULL) {
printf("加載啓動類失敗。");
return;
}
//啓動方法
jmethodID mid = env->GetStaticMethodID(jcl, StartMethod , "(I)V");
if (env->ExceptionCheck() == JNI_TRUE || mid == NULL) {
printf("查找啓動方法失敗。");
return ;
}
env-> CallStaticObjectMethod( jcl, mid,9);
return ;
}

運行myjava試試看，什麼結果？大家會看到屏幕左上角出現兩個JFrame！！神氣吧，我們在一個程序組中同時實現了C++與Java的相互調用！


我花了兩天才比較地搞懂裏面的機制，畫一張圖，覺得蠻得意，哈哈哈