JNI实现最简单的JAVA调用C/C++代码

下面是“JNI实现最简单的JAVA调用C/C++代码”的完整攻略:

1. JNI是什么?

JNI(Java Native Interface)是Java提供的一种机制,使得Java程序可以调用本地(native)代码,也就是C/C++代码。

2. JNI实现步骤

为了实现Java程序调用C/C++代码,我们需要完成以下步骤:

2.1. 编写C/C++代码

我们需要先编写一个C/C++库,该库的函数可以被Java调用。通常这需要包括以下步骤:

  • 编写C/C++代码实现所需功能
  • 使用C/C++编译器将代码编译为动态链接库(或静态库)

下面是一个简单的C++代码示例,实现了一个计算两个整数之和的函数:

#include<iostream>

using namespace std;

extern "C" {

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_JNISample_add(JNIEnv *env, jobject obj, jint a, jint b);

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_JNISample_add(JNIEnv *env, jobject obj, jint a, jint b) {
    return a + b;
}
}

2.2. 编写Java代码

接下来我们需要编写Java代码,来调用C/C++库中的函数。Java代码需要完成以下步骤:

  • 声明native方法
  • 加载C/C++动态链接库
  • 调用native方法

下面是一个简单的Java代码示例,调用C++库中的函数,打印结果值。

public class JNISample {
    static {
        System.loadLibrary("jni_sample"); // 加载C++动态链接库
    }

    public native int add(int a, int b);

    public static void main(String[] args) {
        JNISample sample = new JNISample();
        System.out.println("Result: " + sample.add(2, 3)); // 调用native方法
    }
}

2.3. 生成头文件

当C/C++库中的函数需要被Java调用时,需要生成一个头文件,这个头文件可以由Java虚拟机自动生成。我们只需要在Java程序中运行以下命令,就可以生成所需的头文件。

javah -classpath . com.example.JNISample

生成的头文件中将包含在Java代码中声明的native函数。

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_example_JNISample */

#ifndef _Included_com_example_JNISample
#define _Included_com_example_JNISample
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_example_JNISample
 * Method:    add
 * Signature: (II)I
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_JNISample_add
  (JNIEnv *, jobject, jint, jint);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

2.4. 库文件路径设置

在Java调用C/C++库中的函数时,需要告诉Java虚拟机哪个动态链接库对应哪个类。我们需要把动态链接库的路径通过系统参数-Djava.library.path设置为环境变量。

java -Djava.library.path=/path/to/native/lib -classpath . com.example.JNISample

3. 示例说明

为了更好的理解上述过程,这里给出两个示例说明:

3.1. 示例1

这个示例演示了如何通过JNI实现Java程序调用C++代码,计算两个数的和。

  1. 编写C++代码
#include<iostream>

using namespace std;

extern "C" {

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_JNISample_add(JNIEnv *env, jobject obj, jint a, jint b);

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_JNISample_add(JNIEnv *env, jobject obj, jint a, jint b) {
    return a + b;
}
}
  1. 编写Java代码
public class JNISample {
    static {
        System.loadLibrary("jni_sample"); // 加载C++动态链接库
    }

    public native int add(int a, int b);

    public static void main(String[] args) {
        JNISample sample = new JNISample();
        System.out.println("Result: " + sample.add(2, 3)); // 调用native方法
    }
}
  1. 生成头文件

在Java程序的执行目录下运行以下命令,生成头文件。

javah -classpath . com.example.JNISample

生成结果为:

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_example_JNISample */

#ifndef _Included_com_example_JNISample
#define _Included_com_example_JNISample
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_example_JNISample
 * Method:    add
 * Signature: (II)I
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_JNISample_add
  (JNIEnv *, jobject, jint, jint);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
  1. 编译C++代码

使用以下命令编译C++代码,并生成动态链接库。

g++ -shared -fPIC -o libjni_sample.so JNISample.cpp
  1. 设置环境变量

需要设置jni_sample.so所在的路径为环境变量。

export LD_LIBRARY_PATH=/path/to/native/lib
  1. 运行Java代码
java -Djava.library.path=/path/to/native/lib -classpath . com.example.JNISample

输出结果

Result: 5

3.2. 示例2

这个示例演示了如何通过JNI实现Java程序调用C代码,计算一个整数的阶乘。

  1. 编写C代码
#include<jni.h>

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_JNISample_factorial(JNIEnv *env, jobject obj, jint number) {
    if(number == 0) return 1;
    else return number * Java_com_example_JNISample_factorial(env, obj, number-1);
}
  1. 编写Java代码
public class JNISample {
    static {
        System.loadLibrary("jni_sample"); // 加载C动态链接库
    }

    public static native int factorial(int number);

    public static void main(String[] args) {
        JNISample sample = new JNISample();
        System.out.println("Result: " + sample.factorial(5)); // 调用native方法
    }
}
  1. 生成头文件

在Java程序的执行目录下运行以下命令,生成头文件。

javah -classpath . com.example.JNISample

生成结果为:

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_example_JNISample */

#ifndef _Included_com_example_JNISample
#define _Included_com_example_JNISample
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_example_JNISample
 * Method:    factorial
 * Signature: (I)I
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_JNISample_factorial
  (JNIEnv *, jclass, jint);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
  1. 编译C代码

使用以下命令编译C代码,并生成动态链接库。

gcc -shared -fPIC -o libjni_sample.so JNISample.c
  1. 设置环境变量

需要设置jni_sample.so所在的路径为环境变量。

export LD_LIBRARY_PATH=/path/to/native/lib
  1. 运行Java代码
java -Djava.library.path=/path/to/native/lib -classpath . com.example.JNISample

输出结果

Result: 120

到此,我们已经完成了通过JNI实现Java调用C/C++代码的完整攻略。

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