【java&&jni】jni入门篇

【序】我是为了android研究需要才开始研究JNI的。阅读本例文之前希望你按照上一篇【java】Windows7 下环境变量设置已经对环境变量进行正确设置

本文通过一个简单的例子来演示如何使用JNI。我们写一个JAVA程序，并用它调用一个C函数来打印“Hello World!”。

这个过程包含下面几步：

1、 创建一个类（HelloWorld.java）声明本地方法。

2、 使用javac编译源文件HollowWorld.java，产生HelloWorld.class。使用javah –jni来生成C头文件（HelloWorld.h），这个头文件里面包含了本地方法的函数原型。

3、 用C/C++代码写函数原型的实现。

4、 把C/C++函数实现编译成一个本地库，生成libHelloWorld.so。

5、 使用java命令运行HelloWorld程序，类文件HelloWorld.class和本地库(libHelloWorld.so)在运行时被加载。

现在我们按上述步骤一步步的实现：

一、创建HelloWorld.java

<strong><span style="font-size:18px;">class HelloWorld
{
    private native void print();
    public static void main(String[] args)
    {
        new HelloWorld().print();
    }

    static
    {
        System.loadLibrary("HelloWorld");
    }
}</span></strong>

二、生成HelloWorld.class、HelloWorld.h

1. 编译HelloWorld.java生成HelloWorld.class

CD到HelloWorld.java所在的目录，在命令行中运行如下命令：

javac HelloWorld.java

在当前文件夹编译生成HelloWorld.class。

2.生成HelloWorld.h

在命令行中运行：

javah -jni HelloWorld    //记住是javah  而不是  java

可能会提示如下错误：

错误：无法访问HelloWorld

未找到HelloWorld的类文件

错误的原因的是java的classpath没有包含当前路劲,解决办法有两种：

用下面的命令行代替

javah -classpath $PWD -jni HelloWorld     //其中$PWD为当前路径，在win7下做好写上绝对路径

或者：

export CLASSPATH=$CLASSPATH:$PWD; javah -jni HelloWorld   //Linux编译环境下的命令

这样就在能在当前目录下生成了HelloWorld.h，内容如下：

<strong><span style="font-size:18px;">/* 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:    print
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_print
  (JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif</span></strong>

该文件中包含了一个函数Java_HelloWorld_print的声明。这里面包含两个参数，非常重要，后面讲实现的时候会讲到。

三、用C/C++代码写函数原型的实现

在当前目录下创建HelloWorld.cpp， 内容如下：

<strong><span style="font-size:18px;">#include <jni.h>
#include <stdio.h>
#include "HelloWorld.h"

JNIEXPORT void JNICALL 

    Java_HelloWorld_print(JNIEnv *env, jobject obj)
{
    printf("Hello World!\n");
}</span></strong>注意必须要包含jni.h头文件，该文件中定义了JNI用到的各种类型，宏定义等。jni头文件存在于你jdk的安装路径下，比如我的jdk安装在 /usr/lib/jvm/java-1.5.0-sun 目录下， 那么jni.h就存在于/usr/lib/jvm/java-1.5.0-sun/include目录下，这个路径待会会用到。

函数返回类型
jstring代表的是返回类型。这里应该表示的是java的String.

JNIEXPORT  JNICALL代表的是函数被JNI调用
函数名字
函数名字首先是前缀java，然后是要调用该JNI的Java类的路径，HelloWorld
接着是Java中申明的函数的名字。 print
函数参数
第一个参数永远应该是JNIEnv* env，
第二个参数jobject thiz是java中的this指针。
第三个参数开始是Java的函数中的参数。

另外需要注意Java_HelloWorld_print的两个参数，本例比较简单，不需要用到这两个参数。但是这两个参数在JNI中非常重要。env代表java虚拟机环境，Java传过来的参数和c有很大的不同，需要调用JVM提供的接口来转换成C/C++类型的，就是通过调用env方法来完成转换的。obj代表调用的对象，相当于c++的this。当 c/C++ 函数需要改变调用对象成员变量时，可以通过操作这个对象来完成。

四、 把C/C++函数实现编译成一个本地库，生成libHelloWorld.so

在终端执行如下命令生成libHelloWorld.so：

g++ -I/usr/lib/jvm/java-1.5.0-sun/include/linux/ -I/usr/lib/jvm/java-1.5.0-sun/include/ -fPIC -shared -o libHelloWorld.so HelloWorld.cpp

在当前目录生成libHelloWorld.so。注意一定需要包含Java的include目录（请根据自己系统环境设定），因为Helloworld.c中包含了jni.h。

另外一个值得注意的是在HelloWorld.java中我们LoadLibrary方法加载的是“HelloWorld”，可我们生成的Library却是libHelloWorld。这是Linux的链接规定的，一个库的必须要是：lib+库名+.so。链接的时候只需要提供库名就可以了

五、 使用java命令运行HelloWorld程序  （执行环境为Linux，.so为Linux下动态库，不要试图在Windows下运行）

在终端中输入运行HelloWorld程序：

java HelloWorld

能会出现如下错误：

Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: HelloWorld

出现这个错误也是因为CLASSPATH环境变量没有包含当前目录,解决方法与上面提到的一样：

java -classpath $PWD HelloWorld

或者：

export CLASSPATH=$CLASSPATH:$PWD; java HelloWorld

紧接着可能也会出现下面的一个错误：

<strong><span style="font-size:18px;">Exception in thread "main" java.lang.UnsatisfiedLinkError: no HelloWorld in java.library.path at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1682) at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:822) at java.lang.System.loadLibrary(System.java:993) at HelloWorld.<clinit>(HelloWorld.java:11)</span></strong>

这个错误的原因是LD_LIBRARY_PATH环境变量没有包含当前目录，HelloWorld程序无法找到libHelloWorld.so这个库，解决办法如下：

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:$PWD; export CLASSPATH=$CLASSPATH:$PWD; java HelloWorld

这样就能看到我们想要的结果了：

Hello World!

其实，在生成HelloWorld.h之前，我们就可以先修改好 LD_LIBRARY_PATH、CLASSPATH 这两个环境变量：

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:$PWD; export CLASSPATH=$CLASSPATH:$PWD

这样生成HelloWorld.h 就只需命令： javah –jni HelloWorld； 运行HelloWorld只需命令： java HelloWorld 了。