Java的JNI快速入门教程(推荐)

1. JNI简介

JNI是Java Native Interface的英文缩写，意为Java本地接口。

问题来源：由于Java编写底层的应用较难实现，在一些实时性要求非常高的部分Java较难胜任（实时性要求高的地方目前还未涉及，实时性这类话题有待考究）。

解决办法：Java使用JNI可以调用现有的本地库（C/C++开发任何和系统相关的程序和类库），极大地灵活Java的开发。

2. JNI快速学习教程

2.1 问题：

使用JNI写一段代码，实现string_Java_Test_helloworld(JNIEnv *env, jclass cls , jstring j_str)函数，实现在字符串j_str("world")前面加上hello，并返回。

2.2 解决问题过程：

I. 编写Test.java类：

public class Test{
  // native interface
  public native String helloworld(String text);
  
  public static void main(String[] args){
    // Load dynamic library
    System.loadLibrary("Test2");
    Test ts = new Test();
    String text = ts.helloworld("world");
    System.out.println(text);
  }
}

备注：

1、加载动态类库：System.loadLibrary("Test2");【Windows下加载的就是Test2.dll，Linux下加载的是Test2.so】

II. 编译Test.java文件

进入cmd输入命令 > javac Test.java

III. 生成Test.h文件

进入cmd输入命令 > javah Test

Test.h文件内容如下：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class Test */

#ifndef _Included_Test
#define _Included_Test
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:   Test
 * Method:  helloworld
 * Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Test_helloworld
 (JNIEnv *, jobject, jstring);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

备注：

1、函数声明，固定格式：JNIEXPORT；返回类型：jstring；JNI调用：JNICALL；Java_完整类名_方法名：Java_Test_helloworld；

2、函数参数：调用jni.h封装好的函数指针：JNIEnv；Java类本身：jobject，Java文件传入参数：jstring。

IV. 编写C语言文件Test2.c实现Test类调用动态链接库的功能：

#include "Test.h"
#include <string.h>

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Test_helloworld
 (JNIEnv *env, jobject obj, jstring string){
  const char* str = (*env)->GetStringUTFChars(env,string,0);
  char cap[128];
  cap[0] = 'h';
  cap[1] = 'e';
  cap[2] = 'l';
  cap[3] = 'l';
  cap[4] = 'o';
   
  strcat(cap,str);
   
  (*env)->ReleaseStringUTFChars(env,string,0);
  return (*env)->NewStringUTF(env,cap);
 }

备注：

1、由于Java本身使用了双字节字符，C语言本身都是单字节字符，所以需要使用(*env)->GetStringUTFChars()转换Java和C之间的字符串；

2、GetStringUTFChars()和NewStringUTF()，第一个是从UTF8转换为C的编码格式，第二个是根据C的字符串返回一个UTF8字符串；

3、ReleaseStringUTFChars()是用来释放对象的，在Java中有虚拟机进行垃圾回收，但是在C语言中这些对象必须手动回收，否则可能造成内存泄漏。

V. 编译和运行

编译：

进入cmd输入命令 > gcc -I "D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_45\include" -I "D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_45\include\win32" --share Test2.c -o Test2.dll

运行：

进入cmd输入命令 > java Test

运行结果如下：

helloworld

3. 总结：

第一步：编写带有native方法的Java类（Test.java），使用javac工具编译Java类（生成Test.class）；

第二步：使用javah生成与native方法对应的头文件（Test.h）；

第三步：使用C/C++实现相应的头文件（Test2.c），并编译为动态链接库（Test2.so）。

本文运行环境：Windows 64位操作系统，JDK 1.8版本，mingw64（GCC）。