Java语言深入－－java调用C/C++的过程

JAVA以其跨平台的特性深受人们喜爱，而又正由于它的跨平台的目的，使得它和本地机器的各种内部联系变得很少，约束了它的功能。解决JAVA对本地操作的一种方法就是JNI。
　　JAVA通过JNI调用本地方法，而本地方法是以库文件的形式存放的（在WINDOWS平台上是DLL文件形式，在UNIX机器上是SO文件形式）。通过调用本地的库文件的内部方法，使JAVA可以实现和本地机器的紧密联系，调用系统级的各接口方法。

　　简单介绍及应用如下：?
　　一、JAVA中所需要做的工作?
　　在JAVA程序中，首先需要在类中声明所调用的库名称，如下：?
static?{?
System.loadLibrary(“goodluck”);?
}

　　在这里，库的扩展名字可以不用写出来，究竟是DLL还是SO，由系统自己判断。?

　　还需对将要调用的方法做本地声明，关键字为native。且只需要声明，而不需要具体实现。如下：?
public?native?static?void?set(int?i);?
public?native?static?int?get();

　　然后编译该JAVA程序文件，生成CLASS，再用JAVAH命令，JNI就会生成C/C++的头文件。?

　　例如程序testdll.java，内容为：?
public?class?testdll?
{?
static?
{?
System.loadLibrary("goodluck");?
}?
public?native?static?int?get();?
public?native?static?void?set(int?i);?
public?static?void?main(String[]?args)?
{?
testdll?test?=?new?testdll();?
test.set(10);?
System.out.println(test.get());?
}?
}

　　用javac?testdll.java编译它，会生成testdll.class。?
　　再用javah?testdll，则会在当前目录下生成testdll.h文件，这个文件需要被C/C++程序调用来生成所需的库文件。?

　　二、C/C++中所需要做的工作?
　　对于已生成的.h头文件，C/C++所需要做的，就是把它的各个方法具体的实现。然后编译连接成库文件即可。再把库文件拷贝到JAVA程序的路径下面，就可以用JAVA调用C/C++所实现的功能了。?
　　接上例子。我们先看一下testdll.h文件的内容：?
/*?DO?NOT?EDIT?THIS?FILE?-?it?is?machine?generated?*/?
#include?
/*?Header?for?class?testdll?*/?
#ifndef?_Included_testdll?
#define?_Included_testdll?
#ifdef?__cplusplus?
extern?"C"?{?
#endif?
/*?
*?Class:?testdll?
*?Method:?get?
*?Signature:?()I?
*/?
JNIEXPORT?jint?JNICALL?Java_testdll_get?(JNIEnv?*,?jclass);?
/*?
*?Class:?testdll?
*?Method:?set?
*?Signature:?(I)V?
*/?
JNIEXPORT?void?JNICALL?Java_testdll_set?(JNIEnv?*,?jclass,?jint);?
#ifdef?__cplusplus?
}?
#endif?
#endif

　　在具体实现的时候，我们只关心两个函数原型?
　　JNIEXPORT?jint?JNICALL?Java_testdll_get?(JNIEnv?*,?jclass);?和?
　　JNIEXPORT?void?JNICALL?Java_testdll_set?(JNIEnv?*,?jclass,?jint);

　　这里JNIEXPORT和JNICALL都是JNI的关键字，表示此函数是要被JNI调用的。而jint是以JNI为中介使JAVA的int类型与本地的int沟通的一种类型，我们可以视而不见，就当做int使用。函数的名称是JAVA_再加上java程序的package路径再加函数名组成的。参数中，我们也只需要关心在JAVA程序中存在的参数，至于JNIEnv*和jclass我们一般没有必要去碰它。?

　　好，下面我们用testdll.cpp文件具体实现这两个函数：?
#include?"testdll.h"?
int?i?=?0;?
JNIEXPORT?jint?JNICALL?Java_testdll_get?(JNIEnv?*,?jclass)?
{?
return?i;?
}?
JNIEXPORT?void?JNICALL?Java_testdll_set?(JNIEnv?*,?jclass,?jint?j)?
{?
i?=?j;?
}

　　编译连接成库文件，本例是在WINDOWS下做的，生成的是DLL文件。并且名称要与JAVA中需要调用的一致，这里就是goodluck.dll?。把goodluck.dll拷贝到testdll.class的目录下，java?testdll运行它，就可以观察到结果了。?
????我的项目比较复杂，需要调用动态链接库，这样在JNI传送参数到C程序时，需要对参数进行处理转换。才可以被C程序识别。
　　大体程序如下：
public?class?SendSMS?{?
static?
{?
System.out.println(System.getProperty("java.library.path"));?
System.loadLibrary("sms");?
}?
public?native?static?int?SmsInit();?
public?native?static?int?SmsSend(byte[]?mobileNo,?byte[]?smContent);?
}

　　在这里要注意的是，path里一定要包含类库的路径，否则在程序运行时会抛出异常：
　　java.lang.UnsatisfiedLinkError:?no?sms?in?java.library.path
　　at?java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1491)
　　at?java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:788)
　　at?java.lang.System.loadLibrary(System.java:834)
　　at?com.mobilesoft.sms.mobilesoftinfo.SendSMS.(SendSMS.java:14)
　　at?com.mobilesoft.sms.mobilesoftinfo.test.main(test.java:18)
　　Exception?in?thread?"main"

　　指引的路径应该到.dll文件的上一级，如果指到.dll，则会报：
　　java.lang.UnsatisfiedLinkError:?C:\sms.dll:?Can’t?find?dependent?libraries
　　at?java.lang.ClassLoader$NativeLibrary.load(Native?Method)
　　at?java.lang.ClassLoader.loadLibrary0(ClassLoader.java:1560)
　　at?java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1485)
　　at?java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:788)
　　at?java.lang.System.loadLibrary(System.java:834)
　　at?com.mobilesoft.sms.mobilesoftinfo.test.main(test.java:18)
　　Exception?in?thread?"main"

　　通过编译，生成com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS.h头文件。（建议使用Jbuilder进行编译，操作比较简单！）这个头文件就是Java和C之间的纽带。要特别注意的是方法中传递的参数jbyteArray，这在接下来的过程中会重点介绍。
/*?DO?NOT?EDIT?THIS?FILE?-?it?is?machine?generated?*/?
#include?
/*?Header?for?class?com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS?*/?
#ifndef?_Included_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS?
#define?_Included_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS?
#ifdef?__cplusplus?
extern?"C"?{?
#endif?
/*?
*?Class:?com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS?
*?Method:?SmsInit?
*?Signature:?()I?
*/?
JNIEXPORT?jint?JNICALL?Java_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS_SmsInit?
(JNIEnv?*,?jclass);?
/*?
*?Class:?com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS?
*?Method:?SmsSend?
*?Signature:?([B[B)I?
*/?
JNIEXPORT?jint?JNICALL?Java_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS_SmsSend?
(JNIEnv?*,?jclass,?jbyteArray,?jbyteArray);?
#ifdef?__cplusplus?
}?
#endif?
#endif

　　对于我要调用的C程序的动态链接库，C程序也要提供一个头文件，sms.h。这个文件将要调用的方法罗列了出来。
/*?
*?SMS?API?
*?Author:?yippit?
*?Date:?2004.6.8?
*/?
#ifndef?MCS_SMS_H?
#define?MCS_SMS_H?
#define?DLLEXPORT?__declspec(dllexport)?
/*sms?storage*/?
#define?SMS_SIM?0?
#define?SMS_MT?1?
/*sms?states*/?
#define?SMS_UNREAD?0?
#define?SMS_READ?1?
/*sms?type*/?
#define?SMS_NOPARSE?-1?
#define?SMS_NORMAL?0?
#define?SMS_FLASH?1?
#define?SMS_MMSNOTI?2?
typedef?struct?tagSmsEntry?{?
int?index;?/*index,?start?from?1*/?
int?status;?/*read,?unread*/?
int?type;?/*-1-can’t?parser?0-normal,?1-flash,?2-mms*/?
int?storage;?/*SMS_SIM,?SMS_MT*/?
char?date[24];?
char?number[32];?
char?text[144];?
}?SmsEntry;?
DLLEXPORT?int?SmsInit(void);?
DLLEXPORT?int?SmsSend(char?*phonenum,?char?*content);?
DLLEXPORT?int?SmsSetSCA(char?*sca);?
DLLEXPORT?int?SmsGetSCA(char?*sca);?
DLLEXPORT?int?SmsSetInd(int?ind);?
DLLEXPORT?int?SmsGetInd(void);?
DLLEXPORT?int?SmsGetInfo(int?storage,?int?*max,?int?*used);?
DLLEXPORT?int?SmsSaveFlash(int?flag);?
DLLEXPORT?int?SmsRead(SmsEntry?*entry,?int?storage,?int?index);?
DLLEXPORT?int?SmsDelete(int?storage,?int?index);?
DLLEXPORT?int?SmsModifyStatus(int?storage,?int?index);?/*unread?->?read*/?
#endif
????在有了这两个头文件之后，就可以进行C程序的编写了。也就是实现对JNI调用的两个方法。在网上的资料中，由于调用的方法实现的都比较简单，（大多是打印字符串等）所以避开了JNI中最麻烦的部分，也是最关键的部分，参数的传递。由于Java和C的编码是不同的，所以传递的参数是要进行再处理，否则C程序是会对参数在编译过程中提出警告，例如；warning?C4024:?’SmsSend’?:?different?types?for?formal?and?actual?parameter?2等。
　　Sms.c的程序如下：
#include?"sms.h"?
#include?"com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS.h"?
JNIEXPORT?jint?JNICALL?Java_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS_SmsInit(JNIEnv?*?env,?jclass?jobject)?
{?
return?SmsInit();?
}?

JNIEXPORT?jint?JNICALL?Java_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS_SmsSend(JNIEnv?*?env,?jclass?jobject,?jbyteArray?mobileno,?jbyteArray?smscontent)?
{?
char?*?pSmscontent?;?
//jsize?theArrayLengthJ?=?(*env)->GetArrayLength(env,mobileno);?
jbyte?*?arrayBody?=?(*env)->GetByteArrayElements(env,mobileno,0);?
char?*?pMobileNo?=?(char?*)arrayBody;?
printf("[%s]\n?",?pMobileNo);?
//jsize?size?=?(*env)->GetArrayLength(env,smscontent);?
arrayBody?=?(*env)->GetByteArrayElements(env,smscontent,0);?
pSmscontent?=?(char?*)arrayBody;?
printf("<%s>\n",?pSmscontent);?
return?SmsSend(pMobileNo,pSmscontent);?
}

　　对于C或C++，在程序上是会有稍微的不同，这可以由读者对其进行适当的修改。这里要注意的是GetArrayLength，GetByteArrayElements等这些JNI中已经包含的方法，这些方法是专门对转换参数类型而提供的。具体的方法有很多，在下一篇中会做专门的介绍。
　　在完成了上述的文件后，可以对sms.c进行编译，生成.dll文件（建议在release中编译，这样动态链接库的容积会比较小！）
　　完成.dll文件的编译后，就可以在Java中调用C程序中的方法了。例如文件test.java
public?class?test?{?
public?test()?{?
}?
public?static?void?main(String[]?args)?{?
byte[]?mobileno?=?{?
0x31,?0x33,?0x36,?0x36,?0x31,?0x36,?0x33,?0x30,?0x36,?0x36,?0x37,?0x00};?
String?smscontentemp?=?"早上好";?
byte[]?temp?=?{0};?
try?{?
byte[]?smscontentdb?=?smscontentemp.getBytes("gbk");?
byte[]?smscontent?=?new?byte[smscontentdb.length?+?temp.length];?
System.arraycopy(smscontentdb,?0,?smscontent,?0,?smscontentdb.length);?
System.arraycopy(temp,?0,?smscontent,?smscontentdb.length,?temp.length);?
SendSMS?sendSMS?=?new?SendSMS();?
sendSMS.SmsInit();?
if?(sendSMS.SmsSend(mobileno,?smscontent)?>=?0)?{?
System.out.println("chenggong?!");?
}?
else?{?
System.out.println("shibai?!");?
}?
}catch?(Exception?ex)?{}?
}?
}

　　在这个文件中要注意的有一点，就是在传递字节数组到C程序中时，最后的结尾一定要以0结束。这是一个偷懒的做法，不过是个有效的做法。因为大多数情况下，接口是由第三方提供的。所以我们一般是不知道在C的方法里，具体是怎么处理参数的。而C又是要求数组是有长度。所以，在Java中，如果你不想写程序传数组的长度，那么在数组中以0结尾就是最方便的方法了。当然，如果有更好的方法也希望大家提出。

　　到这里，一个完整的Java通过JNI调用动态链接库的程序就完成了。实际上也不是很复杂。只要多注意一下细节，是很容易得出来的。?
????????? (责任编辑：包春林)