Java-JNI简单教程

创建时间 : 2018-11-03 21:15
最后更新 : 2018-11-20 23:57

前言

最近决定入坑 Android Framework 了,这样的话,JNI 就一定是需要了解和会使用的,毕竟 Android Framework 就是各种 JNI 调用 c 和 c++ 的驱动然后提供给上层的 Android APP

JNI

JNI 就是 Java Native Interface 的缩写,Java 通过 JNI 来调用 C 的程序和库,这些动态库在 windows 上面以 .dll 的形式存在,在 Unix 世界里以 .so 的形式存在,Android 基于 Linux ,所以实际上 Android Framework 当中调用的各种驱动就是 .so,我在 Linux 上面,尝试使用 Java 调用 c 写的一个方法,输出 Hello World!

Java 的准备

Java 这边我们先要声明一个 native 方法,具体的代码如下

public class HelloWorld {

    static {
        // 这里导入 hello.dll(windows 下面) 或者 libhello.so (Unixes) 下面
        System.loadLibrary("HelloWorld");
    }

    // 声明一个 native 方法
    private native void sayHello();

    public static void main(String[] args) {
        // 调用 native 方法
        new HelloWorld().sayHello();
    }
}

生成 Native 的头文件

Native 的头文件,类似于 Java 的接口规范(大概理解,尚不清楚这样到底对不对),java 提供了一个 javah 的工具,帮助我们直接生成 native 头文件 .h 这样的文件,但是使用 javah 之前,要先将 .java 文件编译成 .class 文件,因为 javah 的话是对着 class 文件进行的

所以我们先使用

javac HelloWorld.java

然后使用 javah

${JAVA_HOME}/bin/javah -jni -classpath ${ClassOutputPath} -d ./jni com.ericwyn.jni.HelloWorld

其中 ${JAVA_HOME}是你 Java 的目录。 ${ClassOutputPath}是你 Class 文件的输出所在目录,这个在 Intellij 的话一般是 out 目录下

然后一般就会生成一个 com_ericwyn_jni_HelloWorld.h 的文件,因为我的类的名字是 com.ericwyn.jni.HelloWorld,头文件的命名就是将这个类的全名当中的点全部变为下划线这样

这个 .h 文件具体代码如下

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

#ifndef _Included_com_ericwyn_jni_HelloWorld
#define _Included_com_ericwyn_jni_HelloWorld
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_ericwyn_jni_HelloWorld
 * Method:    sayHello
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_ericwyn_jni_HelloWorld_sayHello
  (JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

里面就是规定了一个 JNIEXPORT void JNICALL Java_com_ericwyn_jni_HelloWorld_sayHello (JNIEnv *, jobject);

调用头文件编写 c 代码

我们编写一个 c 语言文件,具体代码如下

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

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_ericwyn_jni_HelloWorld_sayHello(JNIEnv *env, jobject thisObj)
{
    printf("Hello World!\n");
    return ;
}

头部引入了 jni.h ,另外再引入我们之前生成的头文件

编译 c 代码成为 so

使用下面的代码来将 c 语言文件编译成 .so 库

gcc -fPIC -I "/usr/lib/jvm/java-8-oracle/include/" -I "/usr/lib/jvm/java-8-oracle/include/linux/" -shared -o ./lib/libHelloWorld.so  ./jni/HelloWorld.c

其中 - -fPIC 是产生位置无关代码,就是可以不固定的内存位置执行代码(就是可以动态链接的意思了),动态链接库必须添加。 - -I 引入了 Java 的 jni.h 和 不同平台下面的一些头文件 - -share 代表这是一个编译成动态链接库而非可执行文件 - -o 设置了输出的文件位置

运行

首先我们要先在 Intellij 里面设置运行时候,native 库的位置,其实就是运行 java 的时候增加一个 -Djava.library.path=,设置为你的 .so 文件所在的文件夹路径

直接设置 Intellij 的 Run Configurations ,在 VM options 里面添加

 -Djava.library.path=/work/JNITest/lib

然后运行就可以了

后记

写 JNI 的时候,特别是编译 c 语言文件的时候,真的感受到了作为初级 Java 程序员的我,对编译链的无知。毕竟 Java 平台无关,对开发者屏蔽了平台差异,这样确确实实便利了开发,但是对我们这些刚刚踏入计算机领域的人来说,又是福兮祸兮呢?