Java通過JNI調(diào)用C之ＨelloWorld入門

? 首先我實(shí)在 ubantu12.04 下進(jìn)行操作的，還要有 eclipse ～～

1.ＪＮＩ的工作原理

JNI : Java Native Interface 即JAVA本地調(diào)用

（1）java的本質(zhì)

　　想搞明白jni的本質(zhì)，還要從java的本質(zhì)說起.從本質(zhì)上來說，java這門語言就是一門腳本語言（這是偶的個(gè)人理解，希望java大俠們不要用板磚拍我），它的運(yùn)行完全依賴于腳本引擎對(duì)java的代碼進(jìn)行解釋和執(zhí)行（當(dāng)然了，現(xiàn)代的java已經(jīng)先進(jìn)許多，可以從源代碼編譯成.class之類的中間格式的二進(jìn)制文件，這種處理會(huì)大大地加快java腳本的運(yùn)行速度，但是基本的執(zhí)行方式仍然不變，由腳本引擎（我們稱之為JVM）來執(zhí)行，與python、perl之類的純腳本相比，它只是把腳本變成了二進(jìn)制格式而已.另外就是java本身對(duì)面向?qū)ο蟮母拍钪С值煤芎?，擁有完善的功能庫可供調(diào)用，把這個(gè)腳本引擎移植到所有平臺(tái)上，那么這個(gè)腳本自然就實(shí)現(xiàn)所謂的“跨平臺(tái)”了）.絕大多數(shù)的腳本引擎都支持一個(gè)很顯著的特性，就是可以通過c/c++編寫模塊，在腳本中調(diào)用這些模塊，以此來類比java，也是一樣的，java一定要提供一種在腳本中調(diào)用c/c++編寫的模塊的機(jī)制，才能稱得上是一個(gè)相對(duì)完善的腳本引擎.

　?。?）android中的java

　　android平臺(tái)從本質(zhì)上是 由arm-linux操作系統(tǒng) 和一個(gè)叫做dalvik的java虛擬機(jī)組成的.所有在android模擬器上面看到的那些華麗的界面，都是用java語言編寫的（參見android平臺(tái)源代碼的frameworks/base目錄）.目前看來dalvik只是提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的支持jni調(diào)用的java虛擬機(jī)環(huán)境.android平臺(tái)中所有的硬件相關(guān)的操作均是采用jni技術(shù)進(jìn)行了封裝，由java去調(diào)用jni模塊，而jni模塊使用c/c++調(diào)用android本身的arm-linux底層驅(qū)動(dòng).

　　例如，frameworks/base/libs/ui目錄下面有一個(gè)叫做“EGLDisplaySurface.cpp”的文件，里面的：
　　status_t EGLDisplaySurface：：mapFrameBuffer（）函數(shù)中，就有直接對(duì)android的arm-linux中的framebuffer的初始化代碼.
　　這也更加印證了，android其實(shí)是依靠java+jni建立起來的王國.hoho，如此一來，就凸顯出jni在Android開發(fā)中的重要性（當(dāng)然，一些簡單的小程序是完全可以只用java就搞定的）.
　　“jni”的子目錄，這個(gè)目錄將用來存放.c的文件.

2.使用ＪＮＩ兩個(gè)原因

1、運(yùn)行JAVA程序的虛擬機(jī)是用Native語言編寫的，而虛擬機(jī)運(yùn)行在具體的平臺(tái)上，所以虛擬機(jī)本身無法做到平臺(tái)無關(guān)，而利用JNI技術(shù)即可對(duì)JAVA層屏蔽不同操作系統(tǒng)平臺(tái)之間的差異，如file，socket等
2、在JAVA語言誕生前，很多程序使用Native語言編寫，JAVA直接利用JNI使用，避免造重復(fù)輪子的壞名聲。而且JNI的運(yùn)行效率和速度會(huì)更高

3.JNI 之 ＨelloWorld

? 在Ubantu 中打開 eclipse ，寫 java 代碼：

HelloWorld.java

public?class?HelloWorld?{

	static{
		System.loadLibrary("hello");
	}
	public?native?void?DisplayHello();
	
	public?static?void?main(String[]?args)?{
		//?TODO?Auto-generated?method?stub
		new?HelloWorld().DisplayHello();
		//System.out.println(?System.getProperty("java.library.path"));
	}

}

進(jìn)入src目錄下，編譯該JAVA類，（我是用默認(rèn)包，不用寫包名，有創(chuàng)建包的同鞋們要自己加包名）

命令：javac HelloWorld.java 在該 HelloWorld.java 所在目錄下生成 HelloWorld.class 然后使用javah生成頭文件， 命令：javah -jni HelloWorld 在當(dāng)前目錄下生成 HelloWorld.h 頭文件，此文件供C、C++程序來引用并實(shí)現(xiàn)其中的函數(shù)

HelloWorld.h

/*?DO?NOT?EDIT?THIS?FILE?-?it?is?machine?generated?*/
#include?"jni.h"
/*?Header?for?class?HelloWorld?*/

#ifndef?_Included_HelloWorld
#define?_Included_HelloWorld
#ifdef?__cplusplus
extern?"C"?{
#endif
/*
?*?Class:?????HelloWorld
?*?Method:????DisplayHello
?*?Signature:?()V
?*/
JNIEXPORT?void?JNICALL?Java_HelloWorld_DisplayHello
??(JNIEnv?*,?jobject);

#ifdef?__cplusplus
}
#endif
#endif

注：1)、此頭文件是不需要用戶編譯的，直接供其它C、C++程序引用。 ???? 2)、此頭文件中的JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_DisplayHello(JNIEnv *, jobject);方法，是將來與動(dòng)態(tài)鏈接庫交互的接口，并需要名字保持一致。

創(chuàng)建ＨelloWorld.cpp 實(shí)現(xiàn)頭文件中的方法：

#include?"jni.h"
#include?"HelloWorld.h"
#includeJNIEXPORT?void?JNICALL?Java_HelloWorld_DisplayHello
(JNIEnv?*env,?jobject?obj)
{
????printf("From?HelloWorld.cpp?:");
????printf("Hello?world?!?n");
????return;
}

此C++文件實(shí)現(xiàn)了上述頭文件中的函數(shù)，注意方法函數(shù)名要保持一致。

編譯生成動(dòng)態(tài)庫libHello.so

編譯c程序：
gcc -shared -fpic XXX.c -o XXX.so

編譯c++程序：
g++ -shared -fpic XXX.cpp -o XXX.so

我是用下面這種方法：

g++ -I /usr/lib/jvm/java-6-sun/include/linux/ -I /usr/lib/jvm/java-6-sun/include/ -fPIC -c Hello.cpp

生成Hello.o

g++ -shared -Wl,-soname,libhello.so.1 -o libhello.so.1.0 Hello.o

生成libhello.so.1.0

接下來將生成的共享庫拷貝為標(biāo)準(zhǔn)文件名

cp libhello.so.1.0 libhello.so

或者使用：

g++ -I /usr/lib/jvm/java-6-sun/include/linux/ -I /usr/lib/jvm/java-6-sun/include/ -fPIC -shared -o libLexical.so Lexical.cpp

編譯好 .so接下來的任務(wù)是要讓 java library path 能找到 .so
第一種方法：
現(xiàn)在HelloWorld.java 用 System.out.println( System.getProperty("java.library.path")); 打印出 java library 的路徑, 然后把 libhello.so 復(fù)制到 java library path 的文件夾下面，如果沒有權(quán)限的話用 sudo mv? ./x ...(我是用這種方法)

第二種方法：
設(shè)置當(dāng)前的 .so 的路徑為 java library path 可以訪問的路徑
export LD_LIBRARY_PATH=...../（路徑）:$LD_LIBRARY_PATH

設(shè)置好路徑點(diǎn)運(yùn)行成功
From HelloWorld.cpp :Hello world !

附：gcc 參數(shù)解釋(轉(zhuǎn)載）：
?? 最主要的是GCC命令行的一個(gè)選項(xiàng):
-shared 該選項(xiàng)指定生成動(dòng)態(tài)連接庫（讓連接器生成T類型的導(dǎo)出符號(hào)表，有時(shí)候也生成弱連接W類型的導(dǎo)出符號(hào)），不用該標(biāo)志外部程序無法連接。相當(dāng)于一個(gè)可執(zhí)行文件

l -fPIC：表示編譯為位置獨(dú)立的代碼，不用此選項(xiàng)的話編譯后的代碼是位置相關(guān)的所以動(dòng)態(tài)載入時(shí)是通過代碼拷貝的方式來滿足不同進(jìn)程的需要，而不能達(dá)到真 正代碼段共享的目的。

l -L.：表示要連接的庫在當(dāng)前目錄中

l -ltest：編譯器查找動(dòng)態(tài)連接庫時(shí)有隱含的命名規(guī)則，即在給出的名字前面加上lib，后面加上.so來確定庫的名稱

l LD_LIBRARY_PATH：這個(gè)環(huán)境變量指示動(dòng)態(tài)連接器可以裝載動(dòng)態(tài)庫的路徑。

l 當(dāng)然如果有root權(quán)限的話，可以修改/etc/ld.so.conf文件，然后調(diào)用 /sbin/ldconfig來達(dá)到同樣的目的，不過如果沒有root權(quán)限，那么只能采用輸出LD_LIBRARY_PATH的方法了。

注意

1. 在linux下，動(dòng)態(tài)鏈接庫的名字必須是 lib****.so，必須以lib開頭

2. 加載.so 文件時(shí) ,我的c同事給我的.so 文件名為libswdes.so 我在java類里面調(diào)用時(shí) 需要這樣寫System.loadLibrary("swdes"); 不能帶前面的lib和后綴名.so！

3. 調(diào)用動(dòng)態(tài)庫的時(shí)候有幾個(gè)問題會(huì)經(jīng)常碰到，有時(shí)，明明已經(jīng)將庫的頭文件所在目錄 通過 “-I” include進(jìn)來了，庫所在文件通過 “-L”參數(shù)引導(dǎo)，并指定了“-l”的庫名，但通過ldd命令察看時(shí)，就是死活找不到你指定鏈接的so文件，這時(shí)你要作的就是通過修改 LD_LIBRARY_PATH或者/etc/ld.so.conf文件來指定動(dòng)態(tài)庫的目錄。通常這樣做就可以解決庫無法鏈接的問題了。