JNI调用C++方法指南

2024-08-31 19:28
文章标签 c++ 方法 调用 指南 jni

本文主要是介绍JNI调用C++方法指南,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

概述

JNI(Java Native Interface)用来在Java中调用其他语言编写的代码。本文主要介绍如何在Java中调用C++程序。

测试环境:Ubuntu 20.04.6 LTS, JDK 8, G++ 9.4.0

JNI的入门

Java中提供了native关键字,用于指示方法实现由本地代码来提供。对于C++程序而言,可以将源码打包为静态库动态库。在JNI中通常使用动态库,这样可以避免将Java字节码和本地代码混合在同一个的二进制文件中。

下面通过一个示例来演示JNI的具体用法。

步骤1:定义Java类HelloJNI,其源代码如下:

public class HelloJNI {static {System.loadLibrary("native"); // 加载指定的本地库, 使得可以通过JNI调用库中定义的本地方法}public static void main(String[] args) {new HelloJNI().sayHello("Linux");}private native void sayHello(String name); // 通过native修饰的本地方法, 需要将其链接到本地代码实现
}

步骤2:通过命令javac -h . HelloJNI.java编译Java源文件并自动生成C++头文件,生成的HelloJNI.h的源码如下:

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class HelloJNI */#ifndef _Included_HelloJNI
#define _Included_HelloJNI
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/** Class:     HelloJNI* Method:    sayHello* Signature: (Ljava/lang/String;)V*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloJNI_sayHello(JNIEnv *, jobject, jstring);#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

本地方法声明JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloJNI_sayHello(JNIEnv *, jobject, jstring)中包含三个参数:

  • JNIENV *:代表Java环境,通过该指针可以对Java端的代码进行操作
  • jobject:代表该native方法对应的类对象实例。注意,若该native方法有static修饰,则其代表这个native方法对应的类实例
  • jstring:传递的参数,对应Java中的String类型

步骤3:定义头文件同名的文件HelloJNI.cpp,并在其中实现sayHello()方法:

#include "HelloJNI.h"
#include <iostream>JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloJNI_sayHello(JJNIEnv* env, jobject thisObject, jstring name){const char* str = env->GetStringUTFChars(name, NULL);std::cout << "Hello " << str << std::endl;
}

步骤4:编译C++代码为动态库:

# 获取.o文件
g++ -c -fPIC -I${JAVA_HOME}/include -I${JAVA_HOME}/include/linux HelloJNI.cpp
# 打包
g++ -shared HelloJNI.o -o libnative.so

步骤5:运行Java代码:

java -Djava.library.path=. HelloJNI# 结果
Hello Linux

说明:-Djava.library.path=.:指定JVM查找本地库的路径为当前目录。

JNI的高级功能

JNI提供了一组特定的类型用于在C++和Java语言中传递数据。

基本数据类型

下表描述了Java基本类型在C++中对应的本地类型。

Java TypeNative TypeDescription
booleanjbooleanunsigned 8 bits
bytejbytesigned 8 bits
charjcharunsigned 16 bits
shortjshortsigned 16 bits
intjintsigned 32 bits
longjlongsigned 64 bits
floatjfloat32 bits
doublejdouble64 bits
voidvoidnot applicable

引用类型

JNI还支持多种应用类型,其对应关系如下:

Java TypeNative TypeDescription
ClassjclassClass类型
ObjectjobjectJava中的对象
Stringjstring字符串
Object[]jobjectArray对象类型数组
boolean[]jbyteArray布尔型数组
char[]jcharArray字符型数组
short[]jshortArray短整型数组
int[]jintArray整形数组
long[]jlongArray长整型数组
float[]jfloatArray浮点型数组
double[]jdoubleArray双浮点型数组

使用示例

Java类源码:

public class TypeTest {static{System.loadLibrary("typetest");}public static void main(String[] args) {TypeTest test = new TypeTest();int[] arr = {3, 1, 5, 9, 2};System.out.println(test.add(4, 5));System.out.println(test.circle(5.0));int[] brr = test.sortArray(arr);for(int num:brr){System.out.print(num + " ");}System.out.println();}public native int add(int a, int b);public native double circle(double radius);public native int[] sortArray(int[] array);
}

C++类头文件:

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class TypeTest */#ifndef _Included_TypeTest
#define _Included_TypeTest
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/** Class:     TypeTest* Method:    add* Signature: (II)I*/
JNIEXPORT jint JNICALL Java_TypeTest_add(JNIEnv *, jobject, jint, jint);/** Class:     TypeTest* Method:    circle* Signature: (D)D*/
JNIEXPORT jdouble JNICALL Java_TypeTest_circle(JNIEnv *, jobject, jdouble);/** Class:     TypeTest* Method:    sortArray* Signature: ([I)[I*/
JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_TypeTest_sortArray(JNIEnv *, jobject, jintArray);#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

C++类方法实现:

#include "TypeTest.h"
#include <algorithm>const double PI = 3.14;JNIEXPORT jint JNICALL Java_TypeTest_add(JNIEnv * env, jobject obj, jint a, jint b){return a + b;
}JNIEXPORT jdouble JNICALL Java_TypeTest_circle(JNIEnv * env, jobject obj, jdouble radius){return PI * radius * radius;
}JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_TypeTest_sortArray(JNIEnv * env, jobject obj, jintArray arr){// 获取数组长度jsize length = env->GetArrayLength(arr);// 获取数组元素jint* elements = env->GetIntArrayElements(arr, 0);std::sort(elements, elements + length);// 创建新的 jintArray 并设置排序后的元素jintArray result = env->NewIntArray(length);env->SetIntArrayRegion(result, 0, length, elements);// 释放原始数组env->ReleaseIntArrayElements(arr, elements, 0);return result;
}

编译运行参考JNI入门章节,不作重复赘述。

结语

参考资料:

  • Chapter 3: JNI Types and Data Structures

这篇关于JNI调用C++方法指南的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1124787

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