Java调用C/C++的过程

待我称王封你为后i 2024-04-19 13:34 21阅读 0赞

JAVA以其跨平台的特性深受人们喜爱，而又正由于它的跨平台的目的，使得它和本地机器的各种内部联系变得很少，约束了它的功能。解决JAVA对本地操作的一种方法就是JNI。  
　　JAVA通过JNI调用本地方法，而本地方法是以库文件的形式存放的（在WINDOWS平台上是DLL文件形式，在UNIX机器上是SO文件形式）。通过调用本地的库文件的内部方法，使JAVA可以实现和本地机器的紧密联系，调用系统级的各接口方法。  
  
　　简单介绍及应用如下：   
　　一、JAVA中所需要做的工作   
　　在JAVA程序中，首先需要在类中声明所调用的库名称，如下：   
static \{   
System.loadLibrary(“goodluck”);   
\}  
  
　　在这里，库的扩展名字可以不用写出来，究竟是DLL还是SO，由系统自己判断。   
  
　　还需对将要调用的方法做本地声明，关键字为native。且只需要声明，而不需要具体实现。如下：   
public native static void set(int i);   
public native static int get();  
  
　　然后编译该JAVA程序文件，生成CLASS，再用JAVAH命令，JNI就会生成C/C++的头文件。   
  
　　例如程序testdll.java，内容为：   
public class testdll   
\{   
static   
\{   
System.loadLibrary("goodluck");   
\}   
public native static int get();   
public native static void set(int i);   
public static void main(String\[\] args)   
\{   
testdll test = new testdll();   
test.set(10);   
System.out.println(test.get());   
\}   
\}  
  
　　用javac testdll.java编译它，会生成testdll.class。   
　　再用javah testdll，则会在当前目录下生成testdll.h文件，这个文件需要被C/C++程序调用来生成所需的库文件。   
  
　　二、C/C++中所需要做的工作   
　　对于已生成的.h头文件，**C/C++所需要做的，就是把它的各个方法具体的实现。然后编译连接成库文件即可**。再把**库文件拷贝到JAVA程序的路径下面**，就可以用JAVA调用C/C++所实现的功能了。   
　　接上例子。我们先看一下testdll.h文件的内容：   
/\* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated \*/   
\#include   
/\* Header for class testdll \*/   
\#ifndef \_Included\_testdll   
\#define \_Included\_testdll   
\#ifdef \_\_cplusplus   
extern "C" \{   
\#endif   
/\*   
\* Class: testdll   
\* Method: get   
\* Signature: ()I   
\*/   
JNIEXPORT jint JNICALL Java\_testdll\_get (JNIEnv \*, jclass);   
/\*   
\* Class: testdll   
\* Method: set   
\* Signature: (I)V   
\*/   
JNIEXPORT void JNICALL Java\_testdll\_set (JNIEnv \*, jclass, jint);   
\#ifdef \_\_cplusplus   
\}   
\#endif   
\#endif  
  
　　在具体实现的时候，我们只关心两个函数原型   
　　JNIEXPORT jint JNICALL Java\_testdll\_get (JNIEnv \*, jclass); 和   
　　JNIEXPORT void JNICALL Java\_testdll\_set (JNIEnv \*, jclass, jint);  
  
　　这里JNIEXPORT和JNICALL都是JNI的关键字，表示此函数是要被JNI调用的。**而jint是以JNI为中介使JAVA的int类型与本地的int沟通的一种类型，我们可以视而不见**，就当做int使用。函数的名称是JAVA\_再加上java程序的package路径再加函数名组成的。参数中，我们也只需要关心在JAVA程序中存在的参数，至于JNIEnv\*和jclass我们一般没有必要去碰它。   
  
　　好，下面我们用testdll.cpp文件具体实现这两个函数：   
\#include "testdll.h"   
int i = 0;   
JNIEXPORT jint JNICALL Java\_testdll\_get (JNIEnv \*, jclass)   
\{   
return i;   
\}   
JNIEXPORT void JNICALL Java\_testdll\_set (JNIEnv \*, jclass, jint j)   
\{   
i = j;   
\}  
  
　　**编译连接成库文件，本例是在WINDOWS下做的，生成的是DLL文件。并且名称要与JAVA中需要调用的一致**，这里就是goodluck.dll 。**把goodluck.dll拷贝到testdll.class的目录下，java testdll运行它，就可以观察到结果了**。   
    我的项目比较复杂，需要调用动态链接库，这样在JNI传送参数到C程序时，需要对参数进行处理转换。才可以被C程序识别。  
　　大体程序如下：  
public class SendSMS \{   
static   
\{   
System.out.println(System.getProperty("java.library.path"));   
System.loadLibrary("sms");   
\}   
public native static int SmsInit();   
public native static int SmsSend(byte\[\] mobileNo, byte\[\] smContent);   
\}  
  
　　在这里要注意的是，path里一定要包含类库的路径，否则在程序运行时会抛出异常：  
　　java.lang.UnsatisfiedLinkError: no sms in java.library.path  
　　at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1491)  
　　at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:788)  
　　at java.lang.System.loadLibrary(System.java:834)  
　　at com.mobilesoft.sms.mobilesoftinfo.SendSMS.(SendSMS.java:14)  
　　at com.mobilesoft.sms.mobilesoftinfo.test.main(test.java:18)  
　　Exception in thread "main"  
  
　　指引的路径应该到.dll文件的上一级，如果指到.dll，则会报：  
　　java.lang.UnsatisfiedLinkError: C:\\sms.dll: Can’t find dependent libraries  
　　at java.lang.ClassLoader$NativeLibrary.load(Native Method)  
　　at java.lang.ClassLoader.loadLibrary0(ClassLoader.java:1560)  
　　at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1485)  
　　at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:788)  
　　at java.lang.System.loadLibrary(System.java:834)  
　　at com.mobilesoft.sms.mobilesoftinfo.test.main(test.java:18)  
　　Exception in thread "main"  
  
　　通过编译，生成com\_mobilesoft\_sms\_mobilesoftinfo\_SendSMS.h头文件。（建议使用Jbuilder进行编译，操作比较简单！）这个头文件就是Java和C之间的纽带。要特别注意的是方法中传递的参数jbyteArray，这在接下来的过程中会重点介绍。  
/\* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated \*/   
\#include   
/\* Header for class com\_mobilesoft\_sms\_mobilesoftinfo\_SendSMS \*/   
\#ifndef \_Included\_com\_mobilesoft\_sms\_mobilesoftinfo\_SendSMS   
\#define \_Included\_com\_mobilesoft\_sms\_mobilesoftinfo\_SendSMS   
\#ifdef \_\_cplusplus   
extern "C" \{   
\#endif   
/\*   
\* Class: com\_mobilesoft\_sms\_mobilesoftinfo\_SendSMS   
\* Method: SmsInit   
\* Signature: ()I   
\*/   
JNIEXPORT jint JNICALL Java\_com\_mobilesoft\_sms\_mobilesoftinfo\_SendSMS\_SmsInit   
(JNIEnv \*, jclass);   
/\*   
\* Class: com\_mobilesoft\_sms\_mobilesoftinfo\_SendSMS   
\* Method: SmsSend   
\* Signature: (\[B\[B)I   
\*/   
JNIEXPORT jint JNICALL Java\_com\_mobilesoft\_sms\_mobilesoftinfo\_SendSMS\_SmsSend   
(JNIEnv \*, jclass, jbyteArray, jbyteArray);   
\#ifdef \_\_cplusplus   
\}   
\#endif   
\#endif  
  
　　对于我要调用的C程序的动态链接库，C程序也要提供一个头文件，sms.h。这个文件将要调用的方法罗列了出来。  
/\*   
\* SMS API   
\* Author: yippit   
\* Date: 2004.6.8   
\*/   
\#ifndef MCS\_SMS\_H   
\#define MCS\_SMS\_H   
\#define DLLEXPORT \_\_declspec(dllexport)   
/\*sms storage\*/   
\#define SMS\_SIM 0   
\#define SMS\_MT 1   
/\*sms states\*/   
\#define SMS\_UNREAD 0   
\#define SMS\_READ 1   
/\*sms type\*/   
\#define SMS\_NOPARSE -1   
\#define SMS\_NORMAL 0   
\#define SMS\_FLASH 1   
\#define SMS\_MMSNOTI 2   
typedef struct tagSmsEntry \{   
int index; /\*index, start from 1\*/   
int status; /\*read, unread\*/   
int type; /\*-1-can’t parser 0-normal, 1-flash, 2-mms\*/   
int storage; /\*SMS\_SIM, SMS\_MT\*/   
char date\[24\];   
char number\[32\];   
char text\[144\];   
\} SmsEntry;   
DLLEXPORT int SmsInit(void);   
DLLEXPORT int SmsSend(char \*phonenum, char \*content);   
DLLEXPORT int SmsSetSCA(char \*sca);   
DLLEXPORT int SmsGetSCA(char \*sca);   
DLLEXPORT int SmsSetInd(int ind);   
DLLEXPORT int SmsGetInd(void);   
DLLEXPORT int SmsGetInfo(int storage, int \*max, int \*used);   
DLLEXPORT int SmsSaveFlash(int flag);   
DLLEXPORT int SmsRead(SmsEntry \*entry, int storage, int index);   
DLLEXPORT int SmsDelete(int storage, int index);   
DLLEXPORT int SmsModifyStatus(int storage, int index); /\*unread -> read\*/   
\#endif  
    在有了这两个头文件之后，就可以进行C程序的编写了。也就是实现对JNI调用的两个方法。在网上的资料中，由于调用的方法实现的都比较简单，（大多是打印字符串等）所以**避开了JNI中最麻烦的部分，也是最关键的部分，参数的传递**。由于Java和C的编码是不同的，所以传递的参数是要进行再处理，否则C程序是会对参数在编译过程中提出警告，例如；warning C4024: ’SmsSend’ : different types for formal and actual parameter 2等。  
　　Sms.c的程序如下：  
\#include "sms.h"   
\#include "com\_mobilesoft\_sms\_mobilesoftinfo\_SendSMS.h"   
JNIEXPORT jint JNICALL Java\_com\_mobilesoft\_sms\_mobilesoftinfo\_SendSMS\_SmsInit(JNIEnv \* env, jclass jobject)   
\{   
return SmsInit();   
\}   
  
JNIEXPORT jint JNICALL Java\_com\_mobilesoft\_sms\_mobilesoftinfo\_SendSMS\_SmsSend(JNIEnv \* env, jclass jobject, jbyteArray mobileno, jbyteArray smscontent)   
\{   
char \* pSmscontent ;   
//jsize theArrayLengthJ = (\*env)->GetArrayLength(env,mobileno);   
jbyte \* arrayBody = (\*env)->GetByteArrayElements(env,mobileno,0);   
char \* pMobileNo = (char \*)arrayBody;   
printf("\[%s\]\\n ", pMobileNo);   
//jsize size = (\*env)->GetArrayLength(env,smscontent);   
arrayBody = (\*env)->GetByteArrayElements(env,smscontent,0);   
pSmscontent = (char \*)arrayBody;   
printf("<%s>\\n", pSmscontent);   
return SmsSend(pMobileNo,pSmscontent);   
\}  
  
　　对于C或C++，在程序上是会有稍微的不同，这可以由读者对其进行适当的修改。这里要注意的是GetArrayLength，GetByteArrayElements等这些JNI中已经包含的方法，这些方法是专门对转换参数类型而提供的。具体的方法有很多，在下一篇中会做专门的介绍。  
　　在完成了上述的文件后，可以对sms.c进行编译，生成.dll文件（建议在release中编译，这样动态链接库的容积会比较小！）  
　　**完成.dll文件的编译后，就可以在Java中调用C程序中的方法**了。例如文件test.java  
public class test \{   
public test() \{   
\}   
public static void main(String\[\] args) \{   
byte\[\] mobileno = \{   
0x31, 0x33, 0x36, 0x36, 0x31, 0x36, 0x33, 0x30, 0x36, 0x36, 0x37, 0x00\};   
String smscontentemp = "早上好";   
byte\[\] temp = \{0\};   
try \{   
byte\[\] smscontentdb = smscontentemp.getBytes("gbk");   
byte\[\] smscontent = new byte\[smscontentdb.length + temp.length\];   
System.arraycopy(smscontentdb, 0, smscontent, 0, smscontentdb.length);   
System.arraycopy(temp, 0, smscontent, smscontentdb.length, temp.length);   
SendSMS sendSMS = new SendSMS();   
sendSMS.SmsInit();   
if (sendSMS.SmsSend(mobileno, smscontent) >= 0) \{   
System.out.println("chenggong !");   
\}   
else \{   
System.out.println("shibai !");   
\}   
\}catch (Exception ex) \{\}   
\}   
\}  
  
　　在这个文件中要注意的有一点，就是**在传递字节数组到C程序中时，最后的结尾一定要以0结束**。这是一个偷懒的做法，不过是个有效的做法。因为**大多数情况下，接口是由第三方提供的。所以我们一般是不知道在C的方法里，具体是怎么处理参数的。而C又是要求数组是有长度。所以，在Java中，如果你不想写程序传数组的长度，那么在数组中以0结尾就是最方便的方法了。**当然，如果有更好的方法也希望大家提出。  
  
　　到这里，**一个完整的Java通过JNI调用动态链接库的程序就完成了**。实际上也不是很复杂。只要多注意一下细节，是很容易得出来的。

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