java和c++混合编程尝试

我不是女神ヾ 2022-08-27 03:40 158阅读 0赞

[下载源代码][Link 1]  
　　现在的程序员，不再像以前一样，掌握一种编程语言就可以混得有模有样了，现实的情况是，真实的项目中，通常是涉及多种编程语言，举几个简单的例子，一个软件为了快速开发，可能是使用 Delphi 或 VB 作为界面开发首选语言，底层的指令或核心算法，会使用 C/C++ 处理，涉及数据处理的时候，为了安全和快速开发，会使用 Javascript 或 Python 等脚本语言实现数据分析处理。因此，开发者应该学习或掌握语言混合编程。 C++ 和 Java 是主流的两种编程语言，但是现在整个网上对实现这两种语言混合编程的资料少之又少，却又说之不全，并且有时多种问题现在也含糊不清，对正在学习或使用这两种语言的朋友造成很大的困扰。本人的这篇拙作，希望对使用这两种语言混合编程学习的朋友可以抛砖引玉。  
**实现原理**  
　　实现 Java 和 C++ 的交互，使用的技术是称为 JNI（ Java Native Interface ），C++ 编写的程序，只要实现 JNI 生成的接口，则可以让 Java 程序调用，而 Java 编写的程序，C++ 调用，则需要运行 Java 虚拟机，通过 JNI 查询调用 Java 实现的方法。  
**环境变量设置**  
　　本文中使用的 Java 的版本是( build 1.6.0\_03-b05 ), C++ 的版本为 VC++ 6.0 版本。并根据你本机上的 Java 和 C++ 安装目录设置以下的环境变量  
![环境变量][41439_1259821698WtK8.jpg]  
注意不要缺少 Java 的 include 和 lib 这三个红线标出部分（为源码包文件中的 cpp-env.Bat 这个批处理文件）。  
设置 Java 的环境变量，如下图所示  
![java 环境变量][java]  
　　注意红线标注的这处部分，这部分与 C++ 调用 Java 的方法时候影响非常重要（为源码包文件中的 java-env.Bat 这个批处理文件）。 在 command 模式运行这两个批处理文件后，就可以在 command 模式运行 demo 程序了。  
**Java 调用 C++ 的方法**  
　　源码文件中 %SRC%/Java-cpp 目录中的 WinFile.java 的这个文件（Java 语法规定类名与文件名必须一致），定义了一个 WinFile 类，这个类的内容如下  
![WinFile.java][]  
　　在代码的第 18 行，声明一个带 native 属性的方法 GetFilesFromDir，这个方法传入一个字符类参数，并返回一个字符类参数，而 System.loadLibrary 则会加载指定的共享链接库，参数所示加载的动态库为 libwinfile.dll，在 windows 平台上，执行时会自动加入后缀 .dll。 在 command 模式运行以下命令：  
![command模式运行以下命令][command]  
　　第一条命令则会生成 WinFile.class 的编译文件，而第二条命令则会生成 WinFile.h 这个头文件，这个头文件包含了 WinFile.java 中的 native 的方法的 C/C++ 语言的定义。  
![头文件截图][41439_1259821694tOcG.jpg]  
　　在 C/C++ 的语言定中，Java 语言的 String 的定义为 jstring，注意，Java 的语言的字符与程序的编码都是以 UTF-8 编码实现的，所以 Java 中的中文字符在 C++ 的方法中如果没有编码转换，则会显示为乱码。同理，在 C++ 的方法中将中文字符返回给 Java，如果没有将字符编码转为 UTF-8，在 Java 的方法显示同样会是乱码。  
![转码截图][41439_1259821694yb3G.jpg]  
　　以上为 %SRC%/Java-cpp/WinFile.cpp 的部分代码，代码中实现了两个函数，一个是将 UTF-8 转为 GB2312，另一个为将 GB2312 转为 UTF-8，而 jni.h 这个头文件中也同时提供了 jstring 与 char\* 的类型之间转换函数。  
GetStringUTFChars  
NewStringUTF  
运行如下编译命令：  
cl -GX -LD WinFile.cpp -FelibWinFile.dll  
　　则生成 libWinFile.dll 这个动态库（注意，生成的名称要与 System.loadLibrary 这个函数内的参数的名称一致），运行这个 Java 的类。  
则输出如下  
![输出截图][41439_1259821698vS95.jpg]  
**C++ 调用 Java 类方法**  
这里演示 String 作为参数的调用返回的方法，其它的类型的方法调用也类似。  
创建一个静态声明的 Java 方法  
![静态方法截图][41439_1259821689d49B.jpg]  
　　这个方法将会接受一个 C++ 的传入的字符参数，并返回 Java 的字符类，让 C++ 函数输出内容。代码位于 %SRC%/cpp-java/WinFile.java  
编译该文件后生成是一个 java 字节码的文件，它必须要运在 JVM 上，C++ 要执这些 Java 字节码，必须要运行 JVM，运行 JVM 的代码位于文件 %SRC%/cpp-java/WinFile.cpp 中，如下图所示  
![c++运行jvm截图][c_jvm]  
　　通过 JNI\_CreateJavaJVM 这个函数，C++ 则会运行 JVM，注意，生成的 WinFile.exe 这个文件提示需要 jvm.dll，但是千万不要将 jvm.dll 从 jre 这个目录拷贝到 WinFile.exe 这个目录，因为 jvm 能够正常运行，必须依赖 jre 的 java 库和其它的动态库，虽然从 dependency 看不出 jvm.dll 依赖 jre 中的其它库和文件。如果把 jvm.dll 抽离出来与 WinFile.exe 位于同一目录，虽然能够运行，但 JNI\_CreateJavaJVM 调用永远失败的。解决方法，就是将 jvm.dll 这个动态库加入的搜索路径中，如上面的批处理文件所示。  
![批处理截图][41439_12598216913osc.jpg]  
　　成功建立 Java 虚拟机后，就需要动态获得类名，并通过类名和函数签名获得 Java 的方法，获得函数签名的方法是运行如下命令。  
Java -s -p WinFile  
则输出了我们在 Java 文件中定义的函数的签名，  
![签名截图][41439_1259821692FDnA.jpg]  
剩下的事情就是要负责将字符的参数进行编码调用，如下图标注出值得注意的地方  
![值得注意的地方][41439_1259821693R9UP.jpg]  
　　参数的转换过程是为 char\* 转为 UTF8 编码再转变成为 jstring 伟入 java 方法,java 方法的返回值也应该是先转成 jstring 类型,再转为 char\* 类型再转为 GB2312。运行程序，输出结果如下  
![输出结果截图][41439_1259821693B22r.jpg]

**总结**  
　　混合语言编程要注意的是编码传输，语言运行环境的因素。例如要在 C++ 中构造 Java 的运行环境。混合语言编程有困难，但也很有趣，两种语言的优点都可以得到，不是很好的事情吗？  
  
原文链接：http://www.vckbase.com/document/viewdoc/?id=1889

[Link 1]: http://download.csdn.net/source/1869637
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[java]: /images/20220824/6c139a912d804aa5a961398c42ef5241.png
[WinFile.java]: /images/20220824/bd6a137a84a34f54af5ae9a2632f0ad0.png
[command]: /images/20220824/b0332d7e8dd942a68926ba669f623b28.png
[41439_1259821694tOcG.jpg]: /images/20220824/3d834c892eda44c1be8b5951fa781a8d.png
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[c_jvm]: /images/20220824/144a81b29adc4ca58eeb5d1022d831c6.png
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[41439_1259821693R9UP.jpg]: /images/20220824/e2050d1fe6734cce8f8940bb51da7649.png
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