JNI调用dll库或so库

清疚 2022-09-06 01:20 180阅读 0赞

# 一、应用场景 #

如果想用Java调用C或C++程序，前提是给定了C或C++的动态库dll（Windows）或so（Linux）文件和函数头文件说明，根据头文件编写JNI文件，最后根据JNI文件编写Java程序。

# 二、应用过程 #

## 1、Windows环境 ##

### 1.1、首先得到dll库文件和头文件说明 ###

![20210820110750914.png][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzE5MjEwMg_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

### 1.2、根据头文件编写JNI文件 ###

1.2.1、编写JNI头文件cn.bk.test.Native.h

![20210820141652653.png][]

//引入jni头
    #include <jni.h>
    
    //此处声明具体的函数
    extern "C" {
    
        /*
         * Class:     cn_bk_test_Native
         * Method:    comEncryptionProcEX
         * Signature: (I[BI[B[I)I
         */
        JNIEXPORT jint JNICALL Java_cn_bk_test_Native_comEncryptionProcEX
        (JNIEnv*, jclass, jint, jint, jint, jbyteArray, jint, jbyteArray, jintArray);
    
    }

1.2.2、编写JNI类文件cn.bk.test.Native.c

![20210820141843643.png][]

//引入头
    #include "cn_bk_test_Native.h"
    
    
    //----------------------------------------------------------------------------
    // 功能	调用密码机上的对称密钥索引号，进行加解密
    // 输入	comID		输入		输入：算法标识						输出：无
    //		keyIndex	输入		输入：指定对称密钥索引号		        输出：无
    //		openSeal	输入		输入：加/解密标志 					输出：无
    //		inData		输入	 	输入：明文/密文 					输出：无
    //		inLen		输入		输入：明文/密文长度 				输出：无
    //		outData		输入/输出	输入：密文/明文存储空间 				输出：密文/明文
    //		outLen		输入/输出	输入：密文/明文存储空间长度 		    输出：密文/明文长度
    // 返回	0:  0
    //		错误，返回错误代码
    //----------------------------------------------------------------------------
    JNIEXPORT jint JNICALL Java_cn_bk_test_Native_comEncryptionProcEX
    (JNIEnv* env, jclass jobj, jint comID, jint keyIndex, jint openSeal, jbyteArray inData, jint inLen, jbyteArray outData, jintArray outLen) {
    
    	unsigned char* c_inData = (*env)->GetByteArrayElements(env, inData, NULL);
    	unsigned char* c_outData = (*env)->GetByteArrayElements(env, outData, NULL);
    	int* c_outLen = (*env)->GetIntArrayElements(env, outLen, NULL);
    
    	int ret = comSymmetryCryptionProc_EX(comID, keyIndex, openSeal, c_inData, inLen, c_outData, c_outLen);
    
    	(*env)->ReleaseByteArrayElements(env, inData, c_inData, 0);
    	(*env)->ReleaseByteArrayElements(env, outData, c_outData, 0);
    	(*env)->ReleaseIntArrayElements(env, outLen, c_outLen, 0);
    
    	return ret;
    }

注意：

*  JNI中的函数的命名规则：Java\_（Java中的包名）cn\_bk\_test\_（Java中的类名）Native\_（Java中的方法名）comEncryptionProcEX
 *  JNI函数中不存在方法重构，即方法名不能重复

### 1.3、根据编写的JNI文件生成Java直接调用的dll文件 ###

1.3.1、下载安装mingw\_64位， 并将其安装目录配置到系统环境变量

mingw\_64位最新下载地址：[https://sourceforge.net/projects/mingw-w64/files/][https_sourceforge.net_projects_mingw-w64_files]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzE5MjEwMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]  
        该软件的作用是在windows系统使用gcc和g++命令，对c文件和c++文件进行编译，生成.o文件， 进而生成.dll文件。64位的只能生成64位的dll文件。若要生成32位的dll文件，请下载32位的mingw.  
        mingw\_32最新版下载地址：[https://sourceforge.net/projects/mingw/files/Installer/][https_sourceforge.net_projects_mingw_files_Installer]  
        安装完后将\{minw安装目录\}\\mingw64\\bin放到path即可。

1.3.2、生成 .o文件

执行命令: gcc -c -I"%JAVA_HOME%\include" - I"%JAVA_HOME%\include\win32" cn_bk_test_Native.c

1.3.2、生成 .dll文件

执行命令: gcc -Wl,--add-stdcall-alias -shared -o [要生成的dll文件]cn_bk_test_Native.dll [上一步生成的.o文件]cn_bk_test_Native.o [依赖的C程序dll文件]test64.dll

注：如果报系统位数错误则检查C程序性的dll文件编译环境与你此刻编译的系统环境是否相同。

### 1.4、编写最终调用的Java程序 ###

1.4.1、创建Java工程

1.4.2、创建类：cn.bk.test.Native

public class Native {
    
        /**
         * 调用密码机上的对称密钥索引号，进行加解密.
         *
         * @param comID    输入   算法标识 0x00200000(sm1) 0x00400000(sm4)
         * @param keyIndex 输入   指定对称密钥索引号(需要使用密码机管理工具，在索引号的位置生成128bit对称密钥)
         * @param openSeal 输入   加/解密标志:0 加密 1 解密
         * @param inData   输入   明文/密文
         * @param inLen    输入   明文/密文长度
         * @param outData  输出   密文/明文存储空间
         * @param outLen   输出   密文/明文存储空间长度
         * @return 返回错误代码
         */
        public static native int comEncryptionProcEX(
                int comID,
                int keyIndex,
                int openSeal,
                byte[] inData,
                int inLen,
                byte[] outData,
                int[] outLen
        );
    
    }

1.4.3、直接调用

/**
         * SM1对称加解密.
         *
         * @param keyIndex 容器号
         * @param openSeal 0 加密 1 解密
         * @param srcData  Base64编码待加密/解密数据
         * @return Base64编码加密/解密数据
         */
        public static void sm1CryptionProc(int keyIndex, int openSeal, String srcData) {
    
            byte[] inData = Base64Decoder.decode(srcData);
    	//给足够大的空间
            byte[] outData = new byte[20000];
            int[] outDataLen = {20000};
    
            int n = Native.comEncryptionProcEX(0x00200000, keyIndex, openSeal, inData, inData.length, outData, outDataLen);
            if (n != 0) {
                System.out.println("失败");
            } else {
                System.out.println("成功，结果：" + Base64Encoder.encode(makeByteArray(outData, outDataLen[0])));
            }
        }
    
    
    
        /**
         * 拷贝有效数据.
         *
         * @param src    原数据
         * @param srcLen 原数据长度
         * @return 有效数据
         */
        public static byte[] makeByteArray(byte[] src, int srcLen) {
    
            byte[] finalData = new byte[srcLen];
            System.arraycopy(src, 0, finalData, 0, srcLen);
    
            return finalData;
        }

## 2、Linux环境 ##

### 2.1、首先得到so库文件和头文件说明 ###

![20210901151208265.png][]

### 2.2、根据头文件编写JNI文件（同上） ###

### 2.3、根据编写的JNI文件生成Java直接调用的so文件 ###

2.3.1、生成 .o文件

执行命令: cc -fPIC -c -I . -I "%JAVA_HOME%/include" -I "%JAVA_HOME%/include/linux" cn_bk_test_Native.c -pthread

2.3.2、生成 .so文件

执行命令: gcc -fPIC -shared -o [要生成的so文件]libcn_bk_test_Native.so [上一步生成的.o文件]cn_bk_test_Native.o [依赖的C程序so文件]test64.so -lpthread

### 2.4、编写最终调用的Java程序（同上） ###

# 三、C-JNI-JAVA类型对照表 #

<table style="width:700px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>C类型&nbsp;</td> 
   <td>JNI类型</td> 
   <td>Java类型</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>unsigned char</td> 
   <td>jboolean</td> 
   <td>Boolean</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>unsigned char*</td> 
   <td>jbyteArray</td> 
   <td>byte[]</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>char</td> 
   <td>jbyte</td> 
   <td>Byte</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>char*</td> 
   <td>jstring</td> 
   <td>String</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>unsigend short</td> 
   <td>jchar</td> 
   <td>Char</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>short</td> 
   <td>jshort</td> 
   <td>Short</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int</td> 
   <td>jint</td> 
   <td>Integer</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>unsigned int</td> 
   <td>jint</td> 
   <td>int</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>unsigned int*</td> 
   <td>jintArray</td> 
   <td>int[]</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>long long</td> 
   <td>jlong</td> 
   <td>Long</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>float</td> 
   <td>jfloat</td> 
   <td>Float</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>double</td> 
   <td>jdouble</td> 
   <td>Double</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>void**</td> 
   <td>&amp;jintArray</td> 
   <td>int[]</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SGD_UINT8*</td> 
   <td>jbyteArray</td> 
   <td>byte[]</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SGD_UINT32</td> 
   <td>jint</td> 
   <td>int</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SGD_UINT32*</td> 
   <td>jintArray</td> 
   <td>int[]</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DWORD</td> 
   <td>jint</td> 
   <td>int</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 四、解决返回字符串乱码问题 #

详见：[https://www.jianshu.com/p/4f38bd3bccc0][https_www.jianshu.com_p_4f38bd3bccc0]

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[20210820141843643.png]: /images/20220829/7a76e2c0dda84c6a95b71065d13e6fee.png
[https_sourceforge.net_projects_mingw-w64_files]: https://sourceforge.net/projects/mingw-w64/files/
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzE5MjEwMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220829/cdb72c105df14f4b997efa900b0ebbbe.png
[https_sourceforge.net_projects_mingw_files_Installer]: https://sourceforge.net/projects/mingw/files/Installer/
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