JAVA基础之理解JNI原理

最新推荐文章于 2021-02-24 03:23:05 发布

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本文通过一个简单的示例介绍了如何使用JNI让Java程序调用C/C++的动态库。从创建Java类、生成头文件到实现C++文件并最终编译生成动态链接库，详细记录了整个过程及解决常见错误的方法。

JNI是JAVA标准平台中的一个重要功能，它弥补了JAVA的与平台无关这一重大优点的不足，在JAVA实现跨平台的同时，也能与其它语言（如C、C++）的动态库进行交互，给其它语言发挥优势的机会。

有了JAVA标准平台的支持，使JNI模式更加易于实现和使用。在此总结了下面这个知识图：

实例：

环境说明：ubuntu 10.4.2 LTS系统

程序清单1：src/com/magc/jni/HelloWorld.java

 1 /**
 2  * 
 3  */
 4  package com.magc.jni;
 5 
 6  /**
 7  * @author magc
 8  *
 9  */
10  public class HelloWorld {
11     
12     static {
13         
14         System.loadLibrary("Hello");
15         
16     }
17 
18     public     native void DisplayHello();
19     /**
20      * @param args
21      */
22     public static void main(String[] args) {
23 
24         new HelloWorld().DisplayHello();
25     }
26 
27 }

进入src目录下，编译该JAVA类，

命令：javac ./com/magc/jni/HelloWorld.java

在该HelloWorld.java所在目录下生成HelloWorld.class

然后使用javah生成头文件，

命令：javah -jni com.magc.jni.HelloWorld

在当前目录下生成com_magc_jni_HelloWorld.h头文件，此文件供C、C++程序来引用并实现其中的函数

程序清单2：com_magc_jni_HelloWorld.h

 1 /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
 2 #include <jni.h>
 3  /* Header for class com_magc_jni_HelloWorld */
 4 
 5 #ifndef _Included_com_magc_jni_HelloWorld
 6 #define _Included_com_magc_jni_HelloWorld
 7 #ifdef __cplusplus
 8 extern "C" {
 9 #endif
10 /*
11  * Class:     com_magc_jni_HelloWorld
12  * Method:    DisplayHello
13  * Signature: ()V
14  */
15 JNIEXPORT void JNICALL Java_com_magc_jni_HelloWorld_DisplayHello
16   (JNIEnv *, jobject);
17 
18 #ifdef __cplusplus
19 }
20 #endif
21 #endif

注：1)、此头文件是不需要用户编译的，直接供其它C、C++程序引用。

2)、此头文件中的Java_com_magc_jni_HelloWorld_DisplayHello(JNIEnv *, jobject)方法，是将来与动态链接库交互的接口，并需要名字保持一致。

程序清单3：src/jni_helloworldImpl.cpp

#include <jni.h>
#include "com_magc_jni_HelloWorld.h"
#include <stdio.h>
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_magc_jni_HelloWorld_DisplayHello
(JNIEnv *env, jobject obj)
{
    printf("From jni_helloworldImpl.cpp :");
    printf("Hello world ! \n");
    return;
}

此C++文件实现了上述头文件中的函数，注意方法函数名要保持一致。

编译生成动态库libHello.so,

命令：g++ -shared -fPIC -I /usr/lib/jvm/java-6-openjdk/include jni_helloworldImpl.cpp -o libHello.so

出现以下错误：
$ g++ -shared -I /usr/lib/jvm/java-6-openjdk/include jni_helloworldImpl.cpp -o libHello.so
jni_helloworldImpl.cpp:1:17: fatal error: jni.h: No such file or directory
compilation terminated.
解决：把/usr/lib/jvm/java-6-openjdk/include目录下的jni.h拷贝到src目录下，然后执行 g++ -shared -I . jni_helloworldImpl.cpp -o libHello.so

出现以下错误：
In file included from jni_helloworldImpl.cpp:1:0:
./jni.h:27:20: fatal error: jni_md.h: No such file or directory
compilation terminated.
解决：在/usr/lib/jvm/java-6-openjdk/目录下找到jni_md.h，拷贝到src目录下，然后执行 g++ -shared -I . jni_helloworldImpl.cpp -o libHello.so

出现以下错误：
relocation R_X86_64_32 against `.rodata' can not be used when making a shared object; recompile with -fPIC
/tmp/cctSAqgm.o: could not read symbols: Bad value
collect2: ld returned 1 exit status

PIC就是position independent code，它的作用是代码共享，如果不加-fPIC,则加载.so文件的代码段时,代码段引用的数据对象需要重定位, 重定位会修改代码段的内容,这就造成每个使用这个.so文件代码段的进程在内核里都会生成这个.so文件代码段的copy。
在安装mysql和unbound容易出现这样的错误，解决方法在configure加如下参数--disable-shared --with-pic或者--enable-shared，在这里设置CFLAGS没有用
解决：g++ -shared -fPIC -I . jni_helloworldImpl.cpp -o libHello.so

成功后，便会在当前目录下生成动态链接库libHello.so文件。

有了具体实现的动态库后，就可以运行JAVA调用JNI程序类的native方法了，

命令：java -Djava.library.path=. com.magc.jni.HelloWorld

输入结果即为：From jni_helloworldImpl.cpp :Hello world !