JNI編程實現（Linux）

JNI是Java Native Interface的縮寫，是Java平臺的本地調用，從Java1.1就成爲了Java標準的一部分，它容許Java代碼和其它語言的代碼進行互相調用，只要調用約定支持便可，尤爲和C/C++的互相調用。

雖然使用Java與本地編譯的代碼進行交互，會喪失平臺的可移植性，可是在特定狀況下，這些問題是能夠接受的，如：

1.使用一些舊的庫
2.須要操做系統交互
3.提升程序的性能

1、jni介紹

Java是經過定義native方法，而後用其它語言實現該方法，最後在Java運行時，動態地加載該方法實現，經過調用native的方法，進而實現Java的本地調用。

1.實現架構

JVM封裝了各類操做系統的差別性，提供了jni技術，使得開發中能夠經過Java程序調用到操做系統的函數，進而與其它技術進行交互。下圖是Linux平臺jni的調用流程。Java應用程序經過jni接口調用動態連接庫*.so，來實現jni的功能。

2.類型映射

Java基本數據類型與C語言基本數據類型的對應

3.經常使用方法簡介

1) GetStringUTFLength
以字節爲單位返回字符串的UTF-8長度

// jsize (JNICALL *GetStringUTFLength)(JNIEnv *env, jstring str)
    int len = (*env)->GetStringUTFLength(env, str);

2) GetStringUTFChars
返回指向字符串的UTF-8字符數組的指針。該數組在被ReleaseStringUTFChars()釋放前將一直有效

// const char* (JNICALL *GetStringUTFChars)(JNIEnv *env, jstring str, jboolean *isCopy)
    const char *buf = (*env)->GetStringUTFChars(env, str, NULL);

當isCopy 爲JNI_FALSE，不要修改返回值，否則將改變java.lang.String的不可變語義。 通常會把isCopy設爲NULL，不關心Java VM對返回的指針是否直接指向java.lang.String的內容

3) ReleaseStringUTFChars
通知虛擬機平臺相關代碼無需再訪問utf，utf參數是一個指針，可利用GetStringUTFChars()得到

// void (JNICALL *ReleaseStringUTFChars)(JNIEnv *env, jstring str, const char* chars)
    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, str, buf);

4) NewStringUTF
利用UTF-8字符數組構造新java.lang.String對象

// jstring (JNICALL *NewStringUTF)(JNIEnv *env, const char *utf)
    (*env)->NewStringUTF(env, "hello");

更多實用方法，請參考jni.h

2、jni實現步驟

下面介紹jni的具體實現步驟，主要是經過Java程序調用C方法，跑通整兒jni的調用流程。

1.編寫java類

編寫Java的Hello類，定義一個native的本地方法

public class Hello {
    public native static String sayHello(String name);

    static {
        System.load("你的*.so的絕對路徑");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Hello hello = new Hello();
        String ret = hello.sayHello("kelvin");
        System.out.println(ret);
    }
}

2.編譯java類

使用javac命令進行編譯

# javac Hello.java

3.生成本地文件*.h

這是關鍵的一步，主要是生成本地方法簽名，依賴的是上一步的class文件，

# javah -jni Hello

若是你的java源文件有包名，在生成*.sh的時候，也要帶包名轉化的路徑，即用classpath指定包所在的路徑，否則在最後調用時，會報錯：UnsatisfiledLinkError

// java源文件包名
package kelvin.Java.dynamicso;

// 編譯時指定classpath
# javah -classpath /Users/kelvin/Documents -jni kelvin.Java.dynamicso.Hello

4.編寫本地方法

在生成的Hello.h頭文件中，有須要實現的本地方法名，在實現時，要記得指定參數名稱

#include <stdio.h>
#include "Hello.h"

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Hello_sayHello(JNIEnv *env, jclass jc, jstring name)
{
    const char *buf;

    buf = (*env)->GetStringUTFChars(env, name, NULL);
    if (NULL == buf)
    {
        return NULL;
    }

    printf("%s\n", buf);
    
    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, name, buf);

    return (*env)->NewStringUTF(env, "hello");
}

5.製做動態庫

因爲是Linux平臺，須要製做後綴是.so的動態庫，其中，須要指定jni.h的路徑，必要時還須要jni_md.h的路徑，該文件在jdk的目錄中

# gcc -c -fPIC -I/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_91.jdk/Contents/Home/include  Hello.c -o Hello.o
# gcc -shared Hello.o -o libhello.so

6.調用動態庫

加載動態庫有2種方式：

1）load()：須要指定庫的絕對路徑
2）loadLibrary()：須要指定庫的相對路徑，即java.lib.path

如今jni調用的一切都準備好了，進行最後的調用，有正常的打印輸出，代表jni正常調用了

# java Hello
kelvin
hello

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以上就是Linux平臺的jni調用方式，下一篇介紹Windows平臺的jni調用方式。。。

參考資料

JNI之String類型
Jni編程（三）c/c++ 獲取java字符串，以及java 獲取c/c++建立的對象
一天掌握Android JNI本地編程 快速入門