用JNI写本地程序 -------(转)

从Java 1.1开始，Java Native Interface (JNI)标准成为java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI一开始是为了本地已编译语言，尤其是C和C++而设计 的，但是它并不妨碍你使用其他语言，只要调用约定受支持就可以了。让我们看一些使用JNI的简单例子吧。

使用java与本地已编译的代码交互，通常会丧失平台可移植性。但是，有些情况下这样做是可以接受的，甚至是必须的，比如，使用一些旧的库，与硬件、操作系统进行交互，或者为了提高程序的性能。JNI标准至少保证本地代码能工作在任何Java 虚拟机实现下。

开始：

如果你习惯了使用JNI，你就不会觉得它难了。既然本地方法是由其他语言实现的，它们在Java中没有函数体。但是，所有本地代码必须用本地关键词 声明，成为Java类的成员。清单A演示了一个简单的类，它申明了一个本地的（native），静态的（static）方法：sum。

写完了你的Java类，接下来就要写本地代码。本地方法符号提供一个满足约定的头文件，使用Java工具可以很容易地创建它而不用手动去创建。你对 Java的class文件使用javah命令，就会为你生成一个对应的C/C++头文件。清单B就是为清单A的Test1类创建的头文件。注意：它创建了 一个C/C++函数：Java_Test1_sum。

执行本地方法：

一旦你有了这个头文件，你就需要写头文件对应的本地方法，就像我在清单C做的那样。注意：所有的本地方法的第一个参数都是指向JNIEnv结构的。 这个结构是用来调用JNI函数的，（我会在另一个章节中讨论）。第二个参数jclass的意义，要看方法是不是静态的（static）或者实例 （Instance）的。前者，jclass代表一个类对象的引用，而后者是被调用的方法所属对象的引用。最后的两个jint参数表示了Java方法的 int参数。

返回值和参数类型根据等价约定映射到本地C/C++类型，如表A所示。有些类型，如清单B里面的两个jint参数，在本地代码中可直接使用，而其他类型只有通过JNI调用操作。

表A

※     JNI类型映射

最后一步是把本地代码编译成共享库（比如，UNIX的so文件，Windows的dll文件）。在Java中调用方法前，共享库须通过System.loadLibrary导入。最常用的方式是在类的静态（static）初始化器里做这这个工作。

 

在本地代码中访问JNI

我举的例子很简单，并不能满足演示怎样写JNI方法的目标。现在，让我们看一些高级的，通过JNIEnv结构使用非简单类型的例子。

JNI通过函数的形式提供了很多功能，供本地代码通过指向JNIEnv结构的指针调用；它作为第一个参数传递给每个本地方法。JNI函数的调用有下面几种格式（这里，假设env是指向JNIEnv的指针）：

//C 格式

(*env)-＞＜jni function＞( env, ＜parameters＞ )

//C++ 格式

env-＞＜jni function＞( ＜ parameters＞ )

这篇文章中接下来的例子我将会用C++格式。

使用数组：

JNI通过JNIEnv提供的操作Java数组的功能。它提供了两个函数：一个是操作java的简单型数组的，另一个是操作对象类型数组的。

因为速度的原因，简单类型的数组作为指向本地类型的指针暴露给本地代码。因此，它们能作为常规的数组存取。这个指针是指向实际的Java数组或者Java数组的拷贝的指针。另外，数组的布置保证匹配本地类型。

为了存取Java简单类型的数组，你就要要使用GetXXXArrayElements函数（见表B），XXX代表了数组的类型。这个函数把Java数组看成参数，返回一个指向对应的本地类型的数组的指针。

表B

JNI数组存取函数

当你对数组的存取完成后，要确保调用相应的ReleaseXXXArrayElements函数，参数是对应Java数组和 GetXXXArrayElements返回的指针。如果必要的话，这个释放函数会复制你做的任何变化（这样它们就反射到java数组），然后释放所有相 关的资源。

为了使用java对象的数组，你必须使用GetObjectArrayElement函数和SetObjectArrayElement函数，分别去get，set数组的元素。GetArrayLength函数会返回数组的长度。

清单D包含了一个简单的类，它演示了本地代码如何使用Java数组。这个本地实现循环遍历一个整型（int）数组，返回这些元素的总和。为简单起见，这个清单包含了java代码和本地实现。我已经省略了头文件，它可以很方便地通过javah得到。

在本地代码中访问JNI

使用对象

JNI提供的另外一个功能是在本地代码中使用Java对象。通过使用合适的JNI函数，你可以创建Java对象，get、set 静态(static)和实例（instance）的域，调用静态(static)和实例（instance）函数。JNI通过ID识别域和方法，一个域或 方法的ID是任何处理域和方法的函数的必须参数。

表C列出了用以得到静态(static)和实例（instance）的域与方法的JNI函数。每个函数接受（作为参数）域或方法的类，它们的名称，符号和它们对应返回的jfieldID或jmethodID。

表C

※域和方法的函数

如果你有了一个类的实例，它就可以通过方法GetObjectClass得到，或者如果你没有这个类的实例，可以通过FindClass得到。符号是从域的类型或者方法的参数，返回值得到字符串，如表D所示。

表D

※确定域和方法的符号

一旦你有了类和方法或者域的ID，你就能把它保存下来以后使用，而没有必要重复去获取。

有几个分别访问域和方法的函数。实例的域可以使用对应域的GetXXXField的变体函数访问。GetStaticXXXField函数用于静态类型。设置域的值，用SetXXXField 和SetStaticXXXField函数。表E包含了所有访问域的函数列表。

表E

※访问域的函数

另外，方法的访问是由CallXXXMethod 函数和CallStaticXXXMethod函数完成的，XXX表明了方法的返回值类型。这些函数的变体允许传递数组参数 (CallXXXMethodA and CallStaticXXXMethodA)或者传递一个可变大小的列表(CallXXXMethodV and CallStaticXXXMethodV)。

一个完整的列表

表F：一个完整的列表

※方法访问函数

清单E演示了如何在本地代码中调用方法。本地方法printRandom得到了静态方法Math.random的ID，并且调用它几次，打印出结果。实例方法也一样处理。

当你关注java的扩展时，JNI是一个强大的工具，它不会严重降低可移植性。我这里只是接触它的表面，仅仅向你演示了JNI的能力和潜力。我鼓励你获取

JNI 说明书

查看完整的API，它是JDK文档的一部分。