JAVA JNI原理详细介绍及简单实例代码

先来介绍一下什么是JNI。

JNI，全称为Java Native Interface，即Java本地接口，是一个开发工具包，提供了一种使Java代码和本地代码(C、C++等)交互的机制。开发者可以使用JNI将本地的代码嵌入到Java应用程序中，从而充分发挥本地代码的性能，是Java与本地代码的桥梁。

下面我来分步骤详细讲解“JAVA JNI原理详细介绍及简单实例代码”：

1. JNI原理简介

JNI通过一系列函数接口来实现Java代码与本地代码的交互。Java调用本地代码的过程如下：

Java程序通过JNI函数调用本地代码；
本地代码通过JNI函数获取Java虚拟机的环境信息；
本地代码通过JNI函数获取Java程序传递的参数；
本地代码通过JNI函数调用Java程序中的方法或修改Java程序中的对象属性。

JNI的主要步骤如下：

在Java程序中定义Native方法，在Native方法中声明将要使用的本地方法接口；
在本地代码中实现本地方法；
在Java程序中加载本地库文件。

2. JNI开发环境配置

在Windows中，需要安装JDK，然后将JDK的bin目录添加到系统环境变量中。在Linux中，需要安装JDK和GCC，然后将JDK的lib目录和GCC的lib目录添加到系统环境变量中。

3. JNI的实现步骤

3.1 在Java程序中定义Native方法

Java程序中定义Native方法的方式如下：

public native void nativeMethod(int a, int b);

native关键字表明该方法是本地方法，和普通的Java方法不同，本地方法的实现需要在本地代码中完成。

3.2 在本地代码中实现本地方法

对于上一步中定义的Native方法，在本地代码中进行实现。实现本地方法需要使用JavaVM接口和JNIEnv接口，其中JavaVM接口涉及到虚拟机的管理，而JNIEnv接口涉及到Java对象、数组的操作。

本地代码实现本地方法的代码如下：

#include <jni.h>
JNIEXPORT void JNICALL Java_Test_nativeMethod(JNIEnv *env, jobject obj, jint a, jint b)
{
    printf("a + b = %d", a + b);
}

3.3 在Java程序中加载本地库文件

Java代码在执行Native方法之前，需要默认加载本地库文件。加载本地库文件的方式有两种：

System.loadLibrary("libname")，使用本地库的名称。
System.load("path/libname.so")，使用本地库的绝对路径。

例如，使用第一种方式：

System.loadLibrary("TestNative");

其中"TestNative"是本地库文件的名称，无需包含文件扩展名，一般使用.so、.dll或.dylib格式文件。

4. 示例

下面通过一个简单的示例来演示JNI的实现流程。

4.1 Java代码

public class Test {
    static {
        System.loadLibrary("TestNative");
    }

    public native void nativeMethod(int a, int b);

    public static void main(String[] args) {
        Test test = new Test();
        test.nativeMethod(10, 20);
    }
}

4.2 本地代码

#include <jni.h>
JNIEXPORT void JNICALL Java_Test_nativeMethod(JNIEnv *env, jobject obj, jint a, jint b)
{
    printf("a + b = %d", a + b);
}

4.3 编译本地代码

使用如下命令编译本地代码：

gcc -shared -fpic -o libTestNative.so Test.c -I/JDK_PATH/include -I/JDK_PATH/include/linux

其中，-shared表示编译输出为动态链接库；-fpic表示生成位置无关代码；-o libTestNative.so表示输出动态链接库的文件名；Test.c是本地代码文件名；-I表示引入头文件，/JDK_PATH/include为jdk的安装目录。

4.4 运行Java代码

执行命令

java Test

运行Java代码，程序输出结果为：

a + b = 30

这是因为本地代码调用nativeMethod时，对传入的参数a和b进行了加法计算，得到结果30。

以上是“JAVA JNI原理详细介绍及简单实例代码”的完整攻略。

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