Linux系统上java调用C++ so库文件

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原文链接：http://www.cnblogs.com/bigben0123/articles/11084523.html

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#c/c++ #java #操作系统

位置独立代码

PART1：

java中使用jna替代jni调用c++/c生成的 dll/so库文件需要做的事项

1、引入JNA依赖或者直接下载JNAjar包

</dependency>

2、编写Java 调用类

 
            package 
            com.tree.go.util;
           
            import 
            com.sun.jna.Library;
           
            import 
            com.sun.jna.Native;
           
            //继承Library，用于加载库文件 --Class mapping
           
            public  
            interface 
            CPPTest  
            extends 
            Library {
           
            // 加载libhello.so链接库
           
            public 
            static 
            final 
            String JNA_ImgProcess = 
            "hello"
            ;
           
            public 
            static 
            final 
            CPPTest instance = (CPPTest)Native.loadLibrary(CPPTest.JNA_ImgProcess,CPPTest.
            class
            );
           
            // 此方法为链接库中的方法  function mapping
           
            void 
            test();
           
            int 
            addTest(
            int 
            a,
            int 
            b);
           
            //调用,singleton
           
            public 
            static 
            void 
            main(String[] args) {
           
            CPPTest instance =CPPTest.instance;
           
            instance.test();
           
            int 
            c =instance.addTest(
            10
            ,
            20
            );  
           
            }
           
            }

接下来的工作就是如何编写可供调用的Cpp文件，以及编译加载的问题了，查看part 2

PART2：

编写C++/C文件，编译

准备编写C++代码[T1.cpp]，如下：

 
            #include <iostream> 
           
            using 
            namespace 
            std;
           
            extern 
            "C"
            { 
            //避免name mangling，编译后名称symbol破坏，导致无法找到函数，告诉编译器下面的代码块使用c编译器来编译
           
            int 
            addTest(
            int 
            a, 
            int 
            b)
           
            {
           
            cout << 
            "a+b" 
            << a + b << endl;
           
            return 
            a + b;
           
            }
           
            void 
            test()
           
            {
           
            cout << 
            "hello word from C++ ! " 
            << endl;
           
            }
           
            }

1、如何将C++文件编译为so文件？

这里需要区分编译c文件和c++文件使用的是不同的编译器，具体编译参数可以复用

1.1、编译c文件使用 gcc

示例：

使用命令：gcc -fPIC -shared -o libGoT.so T1.c

1.2、编译c++文件使用的是 g++

g++ -fPIC -shared -o libhello.so T1.cpp

编译完成后生成如下文件:

2、如何加载编译好的so文件？

配置so文件加载位置：

打开 vim /etc/profile

添加如下配置：

/home/data/libso是自定义目录，

export LD_LIBRARY_PATH=/home/data/libso

多个目录用:隔开,如下

export LD_LIBRARY_PATH=/home/data/libso:/usr/lib

这样就可在Java中调用使用C程序编写好的代码了

PART3：

注意事项：

1、C++编译后函数名称破环问题

名称一致性问题，java中调用的和cpp文件中定义的名称需要保持一致

解决：使用 extern "C"放到一句代码前，或者一段代码前 extern "C"{ your code}

2、编译生成动态库名的问题

注意在编译的时候一点要在库民前面加上 lib+soname.so

否则JNA如法加载到库文件

示例：我们需要一个hello库需要这样编译，前面加上lib

g++ -fPIC -shared -o libhello.so T1.cpp

linux动态库的命名规则

动态链接库的名字形式为 libxxx.so，前缀是lib，后缀名为“.so”。

针对于实际库文件，每个共享库都有个特殊的名字“soname”。在程序启动后，程序通过这个名字来告诉动态加载器该载入哪个共享库。

在文件系统中，soname仅是一个链接到实际动态库的链接。对于动态库而言，每个库实际上都有另一个名字给编译器来用。它是一个指向实际库镜像文件的链接文件（lib+soname+.so）。

显式调用C++动态库注意点

对C++来说，情况稍微复杂。显式加载一个C++动态库的困难一部分是因为C++的name mangling；另一部分是因为没有提供一个合适的API来装载类，在C++中，您可能要用到库中的一个类，而这需要创建该类的一个实例，这不容易做到。

name mangling可以通过extern "C"解决。C++有个特定的关键字用来声明采用C binding的函数：extern "C" 。用 extern "C"声明的函数将使用函数名作符号名，就像C函数一样。因此，只有非成员函数才能被声明为extern "C"，并且不能被重载。尽管限制多多，extern "C"函数还是非常有用，因为它们可以象C函数一样被dlopen动态加载。冠以extern "C"限定符后，并不意味着函数中无法使用C++代码了，相反，它仍然是一个完全的C++函数，可以使用任何C++特性和各种类型的参数。

另外如何从C++动态库中获取类，附上几篇相关文章，但我并不建议这么做：

l 《LoadLibrary调用DLL中的Class》： http://www.cppblog.com/codejie/archive/2009/09/24/97141.html

l 《C++ dlopen mini HOWTO》： http://blog.youkuaiyun.com/denny_233/article/details/7255673

“显式”使用C++动态库中的Class是非常繁琐和危险的事情，因此能用“隐式”就不要用“显式”，能静态就不要用动态。

附件：Linux下库相关命令

g++(gcc)编译选项

-shared ：指定生成动态链接库。

-static ：指定生成静态链接库。

-fPIC ：表示编译为位置独立的代码，用于编译共享库。目标文件需要创建成位置无关码，念上就是在可执行程序装载它们的时候，它们可以放在可执行程序的内存里的任何地方。

-L. ：表示要连接的库所在的目录。

-l：指定链接时需要的动态库。编译器查找动态连接库时有隐含的命名规则，即在给出的名字前面加上lib，后面加上.a/.so来确定库的名称。

-Wall ：生成所有警告信息。

-ggdb ：此选项将尽可能的生成gdb 的可以使用的调试信息。

-g ：编译器在编译的时候产生调试信息。

-c ：只激活预处理、编译和汇编,也就是把程序做成目标文件(.o文件) 。

-Wl,options ：把参数(options)传递给链接器ld 。如果options 中间有逗号,就将options分成多个选项,然后传递给链接程序。

nm命令

有时候可能需要查看一个库中到底有哪些函数，nm命令可以打印出库中的涉及到的所有符号。库既可以是静态的也可以是动态的。nm列出的符号有很多，常见的有三种：

一种是在库中被调用，但并没有在库中定义(表明需要其他库支持)，用U表示；

一种是库中定义的函数，用T表示，这是最常见的；

一种是所谓的弱态”符号，它们虽然在库中被定义，但是可能被其他库中的同名符号覆盖，用W表示。

$nm libhello.h

ldd命令

ldd命令可以查看一个可执行程序依赖的共享库，例如我们编写的测试动态库依赖下面这些库：

echo "export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/root/haihang/linux64" >> ~/.bashrc

source ~/.bashrc

多个源文件相互调用，然后才调用动态库

gcc -shared -Wl,-soname, libtest.so -o libtest.so subNodeList.o NodeList.o ParseXml.o bm.o distance.o MatchKey.o TraitList.o Tree.o UpdateRule.o detect.o test.o -lm -lxml2

g++ -fPIC -shared -o libhello.so hello.cpp hsdownload.cpp -L./ -lpthread -lstdc++ -lrt -ldl -lm -lresolv -lcrypto -lssl -lcurl -lprotobuf -lhpr -lhlog -lopensslwrap -lys_net -lezviz_streamclient -lezserveropensdk -I./include -I./
# nm libhello.so |grep hs_download

Default Type Mappings

Java primitive types (and their object equivalents) map directly to the native C type of the same size.

Native Type	Size	Java Type	Common Windows Types
char	8-bit integer	byte	BYTE, TCHAR
short	16-bit integer	short	WORD
wchar_t	16/32-bit character	char	TCHAR
int	32-bit integer	int	DWORD
int	boolean value	boolean	BOOL
long	32/64-bit integer	NativeLong	LONG
long long	64-bit integer	long	__int64
float	32-bit FP	float
double	64-bit FP	double
char*	C string	String	LPTCSTR
void*	pointer	Pointer	LPVOID, HANDLE, LPXXX