JAVA中JNI的简单使用分享

当我们需要使用Java与其他语言（如C/C++）交互时，便需要使用到Java Native Interface（JNI）技术。这篇文章将分享如何在Java中使用JNI，并提供两个具体的示例说明。

JNI的概述

Java Native Interface（JNI）是Java语言中用于与本地代码（例如C、C++）进行交互的一种机制。使用JNI，我们可以在Java程序中调用C或C++代码，或者让C或C++代码调用Java程序中的方法。了解JNI的概述，是使用JNI的必经之路。

JNI的安装与配置

在Linux系统下使用JNI，需要安装Java JDK（Java Developer Kit）。在JDK的安装目录下，会包含Java Native Interface的头文件和库文件。

例如，在Ubuntu系统下，我们可以通过以下命令安装JDK:

sudo apt install default-jdk

然后，我们需要设置以下环境变量：

export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/default-java
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH

JNI的使用

在Java代码中使用JNI，需要native关键字来声明被native方法的Java函数（即为本地方法），这样，该Java函数将在本地库中实现。并且，在Java函数中通过System.loadLibrary()来加载本地库。此外，我们需要编写本地库代码，并利用JNI提供的函数接口实现Java函数调用本地库代码。

以下是一个简单示例，实现了Java程序调用本地库中的hello()方法，输出"Hello, World!"。

Java代码:

public class HelloWorld {
    public static native void hello();
    static {
        System.loadLibrary("hello");
    }
    public static void main(String[] args) {
        hello();
    }
}

C代码:

#include <stdio.h>
#include <jni.h>
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_hello(JNIEnv *env, jclass cls) {
    printf("Hello, World!\n");
}

我们需要通过JNI提供的函数接口在C代码中实现Java函数hello()。在这个示例中，我们使用printf函数将“Hello, World!”输出到控制台。

在使用这个示例时，我们需要新建Java文件HelloWorld.java，并通过javac对其进行编译：

javac HelloWorld.java

然后，我们需要通过javah命令生成C文件的头文件：

javah -jni HelloWorld

这个命令将生成头文件HelloWorld.h。我们需要使用这个头文件来编写C源代码。

然后，我们用gcc编译C文件：

gcc -shared -fpic -o libhello.so -I${JAVA_HOME}/include -I${JAVA_HOME}/include/linux HelloWorld.c

这个命令将生成名为libhello.so的本地库文件。

最后，我们运行HelloWorld程序：

java HelloWorld

JNI在C++中的使用

JNI同样可以在C++中使用。相比于C语言来说，C++的优势在于可以更好的支持面向对象的编程。

以下是一个使用C++的示例：

Java代码:

public class Calc {
    public static native int add(int a, int b);
    public static native int sub(int a, int b);
    static {
        System.loadLibrary("calc");
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("3 + 2 = " + add(3, 2));
        System.out.println("3 - 2 = " + sub(3, 2));
    }
}

C++代码:

#include <stdio.h>
#include <jni.h>

JNIEXPORT jint JNICALL Java_Calc_add(JNIEnv *env, jclass, jint a, jint b) {
    return a + b;
}

JNIEXPORT jint JNICALL Java_Calc_sub(JNIEnv *env, jclass, jint a, jint b) {
    return a - b;
}

在这个示例中，我们使用C++编写了函数add()和sub()。需要注意的是，我们需要在C++文件中使用extern "C"关键字来指定函数名使用C声明规则。在这个示例中，我们使用了C++11标准中的lambda表达式来实现Java函数调用C++函数add()和sub()。

同样地，我们需要通过javac命令编译Java程序：

javac Calc.java

使用javah命令生成头文件Calc.h：

javah -jni Calc

最后使用g++命令编译C++文件：

g++ -shared -fpic -std=c++11 -o libcalc.so -I${JAVA_HOME}/include -I${JAVA_HOME}/include/linux Calc.cpp

最后，我们可以使用Java命令运行程序：

java Calc

结论

本文介绍了JNI的概述、安装与配置以及使用方法，并提供了两个完整的示例。JNI是Java与其他语言进行交互的一种机制，对于进行Java与C/C++交互的开发者来说，在深入掌握JNI的同时，还需要掌握其他技术，比如JNA、SWIG等。