java JNI简介

JNI的接口函数和指针

native代码想要访问 java虚拟机需要调用JNI方法，而获取JNI方法则通过 JNI interface Pointer。它实际指向的就是一个都是指针的数组，每个指针指向的都是一个接口函数

这样做的优势:

• JNI 命名和native code书写分开，避免硬编码

JNI interface Pointer 只在当前线程有效，即native 方法不能在线程之间传递（不同线程的指针可能不一
样），VM保证同一个线程中调用多次JNI interface Pointer是同一个

编译

JAVA VM支持多线程，native 方法在编译的时候需要加上对应的参数，如 gcc加上 -D_REENTRANT或者-D_POSIX_C_SOURCE

加载

代码如下

package pkg;  

class Cls { 
     native double f(int i, String s); 
     static { 
         System.loadLibrary(“pkg_Cls”);  //名字可以随便定义
     } 
} 

对于不同的系统，打包的后缀名会有不同，solaris系统一般是libpkg_Cls.so（使用的时候则是直接用的pkg_Cls）Win32的系统则是pkg_Cls.dll

连接

如果当前系统不支持动态连接，所有的Native方法必须预先和VM建立连接，通过System.loadLibrary是无法自动加载。如果要静态连接可以使用 JNI的函数 RegisterNatives

静态连接需要把所有的library复制到可执行的映像中；动态连接是把共享的library的名字放在一个可执行的映像中，当映像运行的时候才去连接

Native方法名

1. 生成规则：Java_ 作为前缀,类的全路径名，用 “_” 分隔每一个目录名，再加上 方法名，如果是重载的方法，则会添加 “__”和

方法签名,比如: 全路径是:com.study.jnilearn.HelloWorld,生成的方法是 Java_com_study_jnilearn_HelloWorld_sayHello:

1. 查找规则：VM查找native library里面的方法名，首先查找短的名字，即方法名没有参数签名；然后查找有参数签名的方法；长方法名只有在native方法重载了另一个native方法的时候需要

方法签名

方法签名的格式为：(形参参数类型列表)返回值。
形参参数列表中，引用类型以L开头，后面紧跟类的全路径名（需将.全部替换成/），以分号结尾

比如：long f(int n,String s,int[] arr); 对应的Native方法签名是 (ILjava/lang/String;[I)J.
各种类型签名对比

Native的方法参数

第一个参数是JNI Interface pointer(类型是 JNIEnv)，如果是静态native方法,第二个参数则是对应java class的引用，非静态的native则对应的是 对象的引用,其它的参数对应的是java方法的参数

JNI的Hello world实现

1. 创建自己的Hello world文件，在其中使用Native方法

public class HelloWorld {
    public static native String sayHello(String name);
    public static void main(String[] args) {
       String text = sayHello("paxi");
       System.out.println(text);
    }
    static{
        System.loadLibrary("HelloWorld");
    }
}

1. 用javac编译HelloWorld.java文件
2. 用javah编译产生头文件 HelloWorld.h

命令为 javah -jni -d ./jni HelloWorld;-d：将生成的文件放到jni目录下
生成结果如下：

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

#ifndef _Included_HelloWorld
#define _Included_HelloWorld
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     HelloWorld
 * Method:    sayHello
 * Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_HelloWorld_sayHello
  (JNIEnv *, jclass, jstring);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

1. 用C实现HelloWorld.h中的函数

HelloWorld.c:
#include "HelloWorld.h"

#ifdef __cplusplus
extern "C" 
{
#endif

/*
 * Class:     HelloWorld
 * Method:    sayHello
 * Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_HelloWorld_sayHello
  (JNIEnv *env, jclass cls, jstring j_str){
    const char *c_str = NULL;
    char buff[128] = {0};
    c_str = (*env)->GetStringUTFChars(env,j_str,NULL);
    if (c_str == NULL)
    {
        printf("out of memory\n");
        return NULL;
    }
    printf("Java Str:%s\n", c_str);
    sprintf(buff,"hello %s",c_str);
    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env,j_str,c_str);
    return (*env)->NewStringUTF(env,buff);
  }
#ifdef __cplusplus
}
#endif

1. 编译C的代码生成native文件

mac下命令为

gcc -dynamiclib -o extensions/libHelloWorld.jnilib jni/HelloWorld.c -framework JavaVM -I/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.7.0_79.jdk/Contents/Home/include -I/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.7.0_79.jdk/Contents/Home/include/darwin

* -dynamiclib:表示生成动态链接库
* -o:指定动态链接库编译后生成的路径以及文件名
* -framwork JavaVM -I:编译JNI需要用到的JVM头文件(jni.h)

1. 执行java程序，指定动态链接库

命令为 java -Djava.library.path=动态链接的目录 Helloworld

java Str:paxi
hello paxi

附录

JNI 文档
JNI hello world原博客地址