JNI原理与使用

比眉伴天荒 2022-08-09 17:34 256阅读 0赞

1. Java中调用 C库函数  
Java的JDK中包含了一份JNI使用的库文件。  
  
在Java中调用C函数，相当于 Java中声明一个接口，在C中做实现。  
  
1. 首先需要编写Java的源文件，同时在Java类中声明函数，如：  
class HelloJNI  
\{  
// 本地方法声明  
native void printString(String);  
\}  
  
注：在Java中不存在独立的函数，函数只能作为类的成员方法存在。native表明了这个函数是一个C中实现的接口。  
  
将Java文件进行编译，使用 javah 工具，将类中的本地方法生成一个JNI的C接口头文件（注意必须要用这个头文件）。  
  
2. 将从Java类中生成的头文件作为编译的动态模块(DLL或.so文件)的头文件(之一)，将头文件中的函数进行实现。  
从Java类中生成的本地函数的头文件，它的函数声明中，引用了 jni.h 头文件，其中定义了这些函数作为导出函数。  
  
编译生成动态模块  
  
3. 然后运行编译的Java类，java虚拟机加载生成的动态模块，调用模块导出的java类中声明的本地函数。  
  
由javah生成的导出函数头文件函数是有特定格式的，不能修改。例如：  
JNIEXPORT void JNICALL Java\_HelloJNI\_printString(JNIEnv \*, jobject, jstring);  
函数名称 表明该函数为HelloJNI类的printHello()方法的实现，其中有两个参数JNIEnv\* 和jobject 。第一个代表了虚拟机环境变量  
第二个参数jobject 是 HelloJNI对象，jobject类型是 JNI中特别定义的。第三个参数jstring为传递的本地函数的真实参数，要打印字符串。  
  
2. C函数中控制Java端的代码  
交互性的控制：  
由 Java调用C函数创建类对象，然后调用类对象的方法。  
C函数库获取Java类，并且创建Java对象，调用Java对象方法。  
  
Java需要调用C函数创建对象，声明本地静态方法createJniObject()，然后编译，可以生成对应的C语言头文件，如下例：  
JNIEXPORT jobject JNICALL Java\_JniFuncMain\_createJniObject(JNIEnv \*, jclass);  
注意这个函数与 1 中本地函数的区别，第二个参数，之前是jobject，这里是jclass，因为这个本地函数被定义为了static类型。  
  
第一个参数JNIEnv\* 参数为虚拟机环境，保存了Java类信息，创建Java类对象的方法等。  
在C语言中创建对象，需要调用JNI的库函数，来与Java交互。  
  
fieldId = env->GetStaticFieldID(clazz, "staticIntField", "I")  
env->GetStaticIntField(clazz, fieldId)  
访问一个静态变量，首先获取静态变量的 成员id，然后在获取变量值。  
  
targetClass = env->FindClass("JniTest");  
methodId = env->GetMethodID(targetClass, "<init>", "(I)V");  
newObject = env->NewObject(targetClass, methodId, 100);  
创建类对象，首先查找类，然后从类中查找类方法ID，通过类方法ID(构造函数方法ID)创建对象。  
  
methodId = env->GetMethodID(targetClass, "callByNative", "(I)I");  
result = env->CallIntMethod(newObject, methodId, 200);  
调用对象方法(非静态方法)，首先获取类的方法ID，然后调用类对象的方法  
  
fieldId = env->GetFieldID(targetClass, "intField", "I");  
env->SetIntField(newObject, fieldId, result);  
设置对象成员，首先获取成员的域ID，然后调用JNI的方法，设置对象的成员变量的值。  
  
上述访问成员变量都是局部引用，退出函数的作用域即失效。通过 jobect NewGlobalRef(JNIEnv\*,jobect obj);  
可以创建一个全局的引用。当然这个和堆内存类似，需要DeleteGlobalRef()函数进行释放。  
  
注：上述的JNI函数中都有最后的一个变量，成员或方法的签名，这个签名可以通过Javap生成  
如：javap -s -p JniFunctionMain  
它可以将类成员以及类方法都创建签名。  
  
通过上述的方法可知，JNI是作为Java与C之间的转换接口而存在。  
  
3. 在C的程序中运行Java类  
简单说，想要在C程序中运行Java类，就要建立Java虚拟机环境。  
  
所以C程序首先调用JNI接口，生成Java虚拟机环境(设置的环境中需要将要运行的Java路径包含在加载路径中)。通过 FindClass等函数  
来查找要运行的类，其他同 2 中所述的方法进行函数的调用。  
注意这里是查找 Java类的 main函数，并传递main函数的参数。  
  
最后要将创建的Java虚拟机环境释放掉。  
  
4. 对于JNI函数，在加载动态库时，需要Java虚拟机将JNI本地函数与Java类的本地函数进行映射，这个是很耗费时间的一项操作。  
JNI提供的本地函数的注册机制。  
在C动态库中，添加 jint JNI\_OnLoad(JavaVM\* vm, void \*reserved);函数，这样Java虚拟机在加载C动态库时，就会调用该函数，进行  
本地函数的映射。  
详细的参考JNI资料  
  
5. Android NDK  
Android的NDK编程，其实就是将 JNI进行的封装，用于Android上的 JNI本地函数调用。  
实现Android应用直接调用 C/C++库的功能。  
  
当然了，它还是挺复杂的。需要专门学习。这里只是简单说明一下，以备以后使用。  
  
  
1，2，3 中所讲述的内容，本身并不困难，主要是JNI的环境配置比较复杂（自己感觉哈）。  
  
  
By Andy @ 2015-11-02