Java無法編寫？通過JNI本地編寫來解決
51CTO曾經(jīng)給網(wǎng)友們推薦過“Java通過JNI調(diào)用C語言的方法”等文章，用來解決Java無法編寫的問題。在您的程序中使用JNI并不是一件容易的事情，然而，JNI的性能和使用原有代碼的能力將會(huì)為您的Java程序添加更多的功能并且能勝任更多的挑戰(zhàn)。
Java本地接口(JNI——Java Native Interface)允許運(yùn)行在Java虛擬機(jī)(JVM——Java Virtual Machine)上的代碼調(diào)用本地程序和類庫，或者被它們調(diào)用，這些程序和類庫可以是其它語言編寫的，比如C、C++或者匯編語言。當(dāng)一個(gè)程序無法完全使用Java編寫時(shí)，開發(fā)者可以通過JNI來編寫本地方法，比如標(biāo)準(zhǔn)Java類庫并不支持的依賴于平臺(tái)的特色或者程序庫。JNI還可以用于修改現(xiàn)有的使用其它語言編寫的程序，使它們可以通過Java編寫的程序來訪問。很多基本類庫都依賴JNI來為開發(fā)者和用戶提供服務(wù)，比如文件的輸入/輸出和音頻功能。在基本類庫中包含的對(duì)于性能和平臺(tái)敏感的API可以允許所有的Java程序以安全和平臺(tái)無關(guān)的方式來使用這些功能，在采用JNI之前，開發(fā)者需要明確這些功能并不是已經(jīng)包含在Java標(biāo)準(zhǔn)類庫中的，在這篇文章中，我將會(huì)講解JNI是如何工作的以及本地類型是如何映射到Java的類型和類庫的。
JNI工作原理
在JNI中，本地函數(shù)是通過一個(gè)獨(dú)立的.c或.cpp文件來實(shí)現(xiàn)的(C++為JNI提供的界面會(huì)更簡(jiǎn)潔一些)。當(dāng)JVM調(diào)用該函數(shù)時(shí)，它傳遞了一個(gè)JNIEnv指針、一個(gè)jobject指針和通過Java方法定義的Java參數(shù)，JNI函數(shù)的形式如下：
- JNIEXPORT void JNICALL
- Java_ClassName_MethodName (JNIEnv *env, jobjectobj)
- {
- //Method native implemenation
- }
env指針是一個(gè)包含了JVM接口的結(jié)構(gòu)，它包含了與JVM進(jìn)行交互以及與Java對(duì)象協(xié)同工作所必需的函數(shù)，示例中的JNI函數(shù)可以在本地?cái)?shù)組和Java數(shù)組類型之間、本地字符串和Java字符串類型之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其功能還包括對(duì)象的實(shí)例化、拋出異常等。基本上您可以使用JNIEnv來實(shí)現(xiàn)所有Java能做到的事情，雖然要簡(jiǎn)單很多。更加正式的解釋是這樣的，本地代碼通過調(diào)用JNI的函數(shù)來訪問JVM，這是通過一個(gè)界面指針實(shí)現(xiàn)的(界面指針實(shí)際上是指向指針的指針)，該指針指向一個(gè)指針數(shù)組，數(shù)組中的每個(gè)指針都指向了一個(gè)界面函數(shù)，而每個(gè)界面函數(shù)都是在數(shù)組中預(yù)先定義過的。本地方法將JNI界面指針當(dāng)作一個(gè)參數(shù)，如果在同一個(gè)Java線程中，出現(xiàn)對(duì)該本地方法的多重調(diào)用，JVM則保證傳遞相同的界面指針到本地方法。不過，一個(gè)本地方法可以被不同的Java線程調(diào)用，因而也可能會(huì)收到不同的JNI界面指針。
本地方法是通過System.loadLibrary方法加載的，在以下的例子中，類的初始化方法加載了一個(gè)指定平臺(tái)的本地類庫，該類庫定義了本地方法：
- packagepkg;
- class Cls
- {
- native double f(inti, String s);
- static
- {
- System.loadLibrary(pkg_Cls");
- }
- }
System.loadLibrary方法的參數(shù)是一個(gè)類庫的名稱，它可以由程序員任意選取，系統(tǒng)則遵循一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的本地化平臺(tái)的方式來轉(zhuǎn)換類庫的名稱到一個(gè)本地類庫的名稱。例如，在Solaris操作系統(tǒng)中會(huì)將pkg_Cls轉(zhuǎn)換為libpkg_Cls.so，而Win32系統(tǒng)則會(huì)將同樣的pkg_Cls轉(zhuǎn)換為pkg_Cls.dll。
動(dòng)態(tài)指針會(huì)根據(jù)它們的名字來進(jìn)行解析，一個(gè)本地方法的名稱是按照組件進(jìn)行連接的，它包含了：前綴“Java_”、一個(gè)分離的合法的類名稱和一個(gè)分離的方法名稱。注意：微軟的JVM有相同的機(jī)制從Java調(diào)用本地Windows代碼，該機(jī)制被稱為原始本地接口(Raw Native Interface (RNI))。基本類型，比如整型、字符等等，是在Java和本地代碼間進(jìn)行拷貝的，而其他的自定義Java對(duì)象則是通過引用來傳遞的。這個(gè)表格展示了Java和本地代碼之間的類型映射，這些類型是可以互換的，您可以在您使用int類型的位置使用jint類型，當(dāng)然反過來也一樣，而且不需要任何類型轉(zhuǎn)化。但是，Java的字符串和數(shù)組類型和本地的字符串與數(shù)組類型之間的轉(zhuǎn)換就比較困難了，如果您使用的jstring類型中出現(xiàn)了字符“*”，您的代碼會(huì)造成JVM的崩潰，以下的例子說明了您應(yīng)當(dāng)如何正確使用字符串：
- JNIEXPORT void JNICALL
- Java_ClassName_MethodName
- (JNIEnv *env, jobjectobj, jstringjavaString)
- {
- //Get the native string from
- Java string const char
- *nativeString =
- env->GetStringUTFChars(env,javaString, 0);
- printf("%s", nativeString);
- env->ReleaseStringUTFChars(env,javaString, nativeString);
- }
您需要使用界面指針env來操作Java對(duì)象。
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