So verwenden Sie JNI zum Aufrufen von C/C++-Code unter Linux

Haben Sie jemals darüber nachgedacht, C- oder C++-Funktionalität in einem Java-Programm zu verwenden? Wissen Sie, was JNI ist und wie Sie damit die sprachübergreifende Programmierung unter Linux implementieren können? Wenn Sie sich für diese Fragen interessieren, dann ist dieser Artikel genau das Richtige für Sie. In diesem Artikel werden die Grundkonzepte von JNI sowie die Schritte und Beispiele für die Verwendung von JNI zum Aufrufen von C/C++-Code unter Linux vorgestellt.

Definieren Sie eine Java-Klasse – Hello-Klasse

 public class Hello 
 { 
  static 
  { 
   try 
   { 
 // 此处即为本地方法所在链接库名
    System.loadLibrary("hello"); 
   } 
   catch(UnsatisfiedLinkError e) 
   { 
    System.err.println( "Cannot load hello library:\n " + 
                                e.toString() ); 
   } 
  } 
  public Hello() 
  { 
  } 
 // 声明的本地方法
   public native void SayHello(String strName); 
 }

Hier gibt es zwei Dinge zu beachten:

Erstens: Schreiben Sie eine native Methodendeklaration für jede native Methode, die Sie verwenden möchten. Sie müssen lediglich das native Schlüsselwort angeben, etwa so:

public native void SayHello(String strName);

Zweitens: Die lokale Codebibliothek muss explizit geladen werden. Wir müssen diese Bibliothek in den statischen Block der Klasse laden (die statische Bibliothek wird aufgerufen, wenn die Klasse geladen wird)

Jetzt bearbeiten wir hello.java, um die Datei hello.class zu generieren.

Erstellen Sie eine lokale Linkbibliothek

Um die lokale Java-Schnittstellen-Header-Datei für die oben definierte Klasse zu generieren, müssen Sie Javah verwenden. Die Javah-Funktion des Java-Compilers generiert die erforderlichen Deklarationen basierend auf der Hello-Klasse. Dieser Befehl generiert die Datei Hello.h

Der Inhalt der generierten Hello.h-Datei ist wie folgt:

 #include  
 /* Header for class Hello */ 
 #ifndef _Included_Hello 
 #define _Included_Hello 
 #ifdef __cplusplus 
 extern "C" { 
 #endif 
 /* 
 * Class:     Hello 
 * Method:    SayHello 
 * Signature: (Ljava/lang/String;)V 
 */ 
 JNIEXPORT void JNICALL Java_Hello_SayHello 
  (JNIEnv *, jobject, jstring); 
 #ifdef __cplusplus 
 } 
 #endif 
 #endif

Erstellen Sie eine CPP-Datei Hello.cpp im gleichen Pfad wie Hello.h

Der Inhalt ist wie folgt:

#include "Hello.h"
 #include  
 // 与 Hello.h 中函数声明相同
 JNIEXPORT void JNICALL Java_Hello_SayHello  (JNIEnv * env, jobject arg, jstring instring) 
 { 
   // 从 instring 字符串取得指向字符串 UTF 编码的指针
 const jbyte *str = 
        (const jbyte *)env->GetStringUTFChars( instring, JNI_FALSE ); 
    printf("Hello,%s\n",str); 
  // 通知虚拟机本地代码不再需要通过 str 访问 Java 字符串。
    env->ReleaseStringUTFChars( instring, (const char *)str ); 
    return; 
 }

Hier gibt es drei Parameter. Sprechen wir über die Verwendung von Parametern:

(1) Alle JNI-Aufrufe verwenden Zeiger vom Typ JNIEnv *. Es ist üblich, diese Variable in der CPP-Datei als ersten Parameter jeder lokalen Methode zu definieren. Der env-Zeiger zeigt auf eine Funktionszeigertabelle, und auf die darin enthaltenen Funktionen kann mit dem Operator „->“ in VC direkt zugegriffen werden.

(2) jobject zeigt auf ein Handle für das in diesem Java-Code instanziierte Java-Objekt LocalFunction, das dem Zeiger this entspricht.
(3) Der dritte Parameter ist der vom Java-Programm im lokalen Aufruf übergebene Parameter. In diesem Beispiel gibt es nur einen String-Parameter. Da Java-Strings nicht direkt im nativen Code gelesen werden können, müssen String-Parameter in C/C++-Strings oder Unicode konvertiert werden.

Kompilieren und generieren Sie gemeinsam genutzte Bibliotheken.

Bei Verwendung von GCC müssen Sie dem Compiler mitteilen, wo sich die Unterstützungsdatei für diese native Java-Methode befindet, und den Compiler explizit anweisen, positionsunabhängigen Code zu generieren, der in meiner Umgebung wie folgt kompiliert wird:

gcc -I/home/jbuilder/jdk1.3.1/include 
    -I/home/jbuilder/jdk1.3.1/include/linux -fPIC -c Hello.c

Hello.o generieren

gcc -shared -Wl,-soname,libhello.so -o libhello.so Hello.o

Generieren Sie libhello.so (dies ist das Dateinamenformat der Dynamic Link Library unter Linux, genau wie das .dll-Dateisuffix unter Windows)

Benachrichtigen Sie abschließend den dynamischen Linker über den Pfad zu dieser freigegebenen Datei.

export LD_LIBRARY_PATH=`pwd`:$LD_LIBRARY_PATH

Schreiben Sie ein einfaches Java-Programm, um unsere native Methode zu testen

Speichern Sie den folgenden Quellcode als A.java:

 import Hello; 
 import java.util.*; 
 public class A 
 { 
  public static void main(String argv[]) 
  { 
   A a = new A(); 
  } 
  public A() 
  { 
   Hello h = new Hello(); 
   // 调用本地方法
   h.SayHello("Hello world");    
  } 
 }

Verwenden Sie Javac, um A.java zu kompilieren und A.class zu generieren

Wenn Sie Java A wie ein normales Java-Programm verwenden, wird „Hello World“ auf dem Bildschirm angezeigt.
Durch diesen Artikel sollten Sie ein vorläufiges Verständnis von JNI und der Verwendung von JNI zum Aufrufen von C/C++-Code unter Linux erlangen. JNI ist ein leistungsstarkes und flexibles Tool, mit dem Sie C/C++ in Java-Programmen oder Java in C/C++-Programmen nutzen können. Natürlich weist JNI auch einige Mängel auf, z. B. Leistungsverlust, Speicherverlust, Fehlerbehandlung usw. Daher müssen Sie bei der Verwendung von JNI auf einige Details und Spezifikationen achten, um die Korrektheit und Sicherheit des Codes zu gewährleisten. Ich hoffe, dass dieser Artikel für Sie hilfreich sein kann. Wenn Sie Fragen oder Anregungen haben, hinterlassen Sie bitte eine Nachricht im Kommentarbereich.

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