自己实现一个Native方法的调用

JNI

开始本篇的内容之前，首先要讲一下JNI。Java很好，使用的人很多、应用极广，但是Java不是完美的。Java的不足体现在运行速度要比传统的C++慢上许多之外，还有Java无法直接访问到操作系统底层如硬件系统，为此Java提供了JNI来实现对于底层的访问。JNI，Java Native Interface，它是Java的SDK一部分，JNI允许Java代码使用以其他语言编写的代码和代码库，本地程序中的函数也可以调用Java层的函数，即JNI实现了Java和本地代码间的双向交互。

 

Native

JDK开放给用户的源码中随处可见Native方法，被Native关键字声明的方法说明该方法不是以Java语言实现的，而是以本地语言实现的，Java可以直接拿来用。这里有一个概念，就是本地语言，本地语言这四个字，个人理解应该就是可以和操作系统直接交互的语言。

 

通过JNI调用C++写的代码

下面演示一下如何写一段简单的C++代码，在Java中用一个Native方法去调用的步骤。C++代码使用到的IDE是Microsoft Visual Studio 2010，这是一款市面上开发C++代码最常用的IDE，功能强大。OK，接下来一步一步演示一下：

1、写一段Java代码。由于我们在Windows环境下，所以用的是一个.dll文件，如果在Linux环境下的话，用的是一个.so文件。最后C++代码写完之后要生成一个.dll/.so文件，生成的文件可以使用static静态加载的方法加载进来，也可以通过配置环境变量的方式，这里选择前者。

public class TestMain
{
    static
    {
        System.load("D:" + File.separator + "Hello.dll");
    }
    
    public native static void Hello();
    
    public static void main(String[] args)
    {
        Hello();
    }
}

2、cmd进入命令行程序中，进入刚才写的那个类的CLASSPATH下，CLASSPATH就是.class文件所在的根路径。运行“JNI -jni com.xrq.test1.TestMain” ，表示为指定的类下的Native方法生成.h文件。.h文件是C/C++使用的头文件，用于将声明和实现分离，不熟悉C/C++的同学也不用深究

3、进入自己的CLASSPATH底下查看一下有没有多一个.h文件，我自己这边的是

这个命名是javah这个命令的实现帮我们命名的，只要多了这个文件就可以了

4、打开VS2010，文件-->新建-->项目，命名为“Hello”，和我们静态块中load进去的名字要一致

注意选择DLL

5、刚才通过javah生成的.h文件复制到Hello目录下

6、把这个.h添加到项目中，右键头文件-->添加-->现有项，选择Hello目录下的“com_xrq_test1_TestMain.h”添加进去就好了

7、右键源文件-->添加-->新建项，选择.cpp文件，随便命名，我叫做source.cpp。实现很简单，就打印一下“Hello”这个字符串。cout是C++的控制台输出语句，相当于Java的System.out.print()，endl是换行的意思，所以这整句相当于Java的System.out.println("Hello");

8、修改“com_xrq_test1_TestMain.h”头文件中的#include <jni.h>为#include "jni.h"

9、把%JAVA_HOME%/include目录下的“jni.h”和%JAVA_HOME%/include/win32目录下的“jni_md.h”两个文件复制到Hello目录下，用刚才添加“com_xrq_test1_TestMain.h”一样的方式添加这两个.h文件到头文件目录中，这样目录下Hello目录下应该多出了两个文件，VS2010工程目录下应该有3个.h文件。JAVA_HOME就是JDK安装目录，不知道的cmd进入命令行，echo %JAVA_HOME%就可以查看了。这一步很重要，没有这一步，C++程序是无法运行的

10、右键项目-->生成，就可以生成.dll文件了

11、刚才生成的.dll文件是32系统下的，32系统的用户可以直接使用这个.dll文件了，只要复制到静态代码块指定的目录下就好了。换句话说，64位系统的用户是不能使用这个.dll文件的。如果要生成64位计算机可以使用的.dll文件，还要额外再为64位计算机成生一个.dll文件

下拉菜单里面没有x64的点击下拉菜单-->配置管理器配置一下，自己摸索一下就好了，VS2010有自带x64的

12、生成64位的.dll，复制到D盘下即可，也就是静态代码块里面指定的Hello.dll的路径

13、运行一下第一步里面写的Java程序，C++打印的“Hello”就出来了，至此，Java通过JNI调用C++编写的代码的功能完成。

 

有什么心得？

自己完成了这么一个过程，肯定是颇有成就感的，成就感过后，我们可以从这13个步骤中感悟到什么？至少个人有以下心得：

1、1个类中有很多Native方法-->这个类中的所有Native方法生成到1个.h文件中-->本地代码生成一个.dll/.so文件和一个类的Native方法实现相对应

2、为什么有Native方法的类中必有这么一段代码

private static native void ();
static {
        registerNatives();
    }

现在想来，估计和我们的静态代码块起的作用一样，都是为这个类导入特定的.dll/.so文件用的。至于为什么不能像我们这么写，个人猜测，是因为不同的用户磁盘上的.dll/.so文件位置不固定，和JDK安装目录相关？

3、Java不在乎Native方法是用什么语言实现的，只要一来语言能和底层打交道就好了，二来语言实现完可以提供出来.dll/.so文件。因此同一个Native方法，如果不同的Java虚拟机去调用它，那么结果可能都不同，比如Object的hashCode()，当然，运行效率也不尽然相同，因为不同的虚拟机对于不同的Native方法有自己的实现。