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Java: JNI完全手冊

編輯：關於JAVA

最近在公司裡做了一個手機的項目，需要Java程序在發送短信的時候和第三方的短信服務器連接。短信接口是用C++寫的。琢磨了三天，大致搞懂了JNI的主體部分。先將心得整理，希望各位朋友少走彎路。

首先引用一篇文章，介紹一個簡單的JNI的調用的過程。

JAVA以其跨平台的特性深受人們喜愛，而又正由於它的跨平台的目的，使得它和本地機器的各種內部聯系變得很少，約束了它的功能。解決Java對本地操作的一種方法就是JNI。

JAVA通過JNI調用本地方法，而本地方法是以庫文件的形式存放的（在Windows平台上是DLL文件形式，在UNIX機器上是SO文件形式）。通過調用本地的庫文件的內部方法，使Java可以實現和本地機器的緊密聯系，調用系統級的各接口方法。

簡單介紹及應用如下：

一、Java中所需要做的工作

在Java程序中，首先需要在類中聲明所調用的庫名稱，如下：

static {

System.loadLibrary(“goodluck”);

}

在這裡，庫的擴展名字可以不用寫出來，究竟是DLL還是SO，由系統自己判斷。

還需對將要調用的方法做本地聲明，關鍵字為native。且只需要聲明，而不需要具體實現。如下：

public native static void set(int i);

public native static int get();

然後編譯該JAVA程序文件，生成CLASS，再用JavaH命令，JNI就會生成C/C++的頭文件。

例如程序testdll.Java，內容為：

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編譯它，會生成testdll.class。

再用Javah testdll，則會在當前目錄下生成testdll.h文件，這個文件需要被C/C++程序調用來生成所需的庫文件。

二、C/C++中所需要做的工作

對於已生成的.h頭文件，C/C++所需要做的，就是把它的各個方法具體的實現。然後編譯連接成庫文件即可。再把庫文件拷貝到JAVA程序的路徑下面，就可以用Java調用C/C++所實現的功能了。

接上例子。我們先看一下testdll.h文件的內容：

/* 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

在具體實現的時候，我們只關心兩個函數原型

JNIEXPORT jint JNICALL Java_testdll_get (JNIEnv *, jclass); 和

JNIEXPORT void JNICALL Java_testdll_set (JNIEnv *, jclass, jint);

這裡JNIEXPORT和JNICALL都是JNI的關鍵字，表示此函數是要被JNI調用的。而jint是以JNI為中介使JAVA的int類型與本地的int溝通的一種類型，我們可以視而不見，就當做int使用。函數的名稱是JAVA_再加上java程序的package路徑再加函數名組成的。參數中，我們也只需要關心在Java程序中存在的參數，至於JNIEnv*和jclass我們一般沒有必要去碰它。

好，下面我們用testdll.cpp文件具體實現這兩個函數：

#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;

}

編譯連接成庫文件，本例是在Windows下做的，生成的是DLL文件。並且名稱要與JAVA中需要調用的一致，這裡就是goodluck.dll 。把goodluck.dll拷貝到testdll.class的目錄下，Java testdll運行它，就可以觀察到結果了。

我的項目比較復雜，需要調用動態鏈接庫，這樣在JNI傳送參數到C程序時，需要對參數進行處理轉換。才可以被C程序識別。

大體程序如下：

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);

}

在這裡要注意的是，path裡一定要包含類庫的路徑，否則在程序運行時會拋出異常：

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"

指引的路徑應該到.dll文件的上一級，如果指到.dll，則會報：

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"

通過編譯，生成com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS.h頭文件。（建議使用Jbuilder進行編譯，操作比較簡單！）這個頭文件就是Java和C之間的紐帶。要特別注意的是方法中傳遞的參數jbyteArray，這在接下來的過程中會重點介紹。

/* 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

對於我要調用的C程序的動態鏈接庫，C程序也要提供一個頭文件，sms.h。這個文件將要調用的方法羅列了出來。

/*

* 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

在有了這兩個頭文件之後，就可以進行C程序的編寫了。也就是實現對JNI調用的兩個方法。在網上的資料中，由於調用的方法實現的都比較簡單，（大多是打印字符串等）所以避開了JNI中最麻煩的部分，也是最關鍵的部分，參數的傳遞。由於Java和C的編碼是不同的，所以傳遞的參數是要進行再處理，否則C程序是會對參數在編譯過程中提出警告，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);

}

對於C或C++，在程序上是會有稍微的不同，這可以由讀者對其進行適當的修改。這裡要注意的是GetArrayLength，GetByteArrayElements等這些JNI中已經包含的方法，這些方法是專門對轉換參數類型而提供的。具體的方法有很多，在下一篇中會做專門的介紹。

在完成了上述的文件後，可以對sms.c進行編譯，生成.dll文件（建議在release中編譯，這樣動態鏈接庫的容積會比較小！）

完成.dll文件的編譯後，就可以在Java中調用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) {}

}

}

在這個文件中要注意的有一點，就是在傳遞字節數組到C程序中時，最後的結尾一定要以0結束。這是一個偷懶的做法，不過是個有效的做法。因為大多數情況下，接口是由第三方提供的。所以我們一般是不知道在C的方法裡，具體是怎麼處理參數的。而C又是要求數組是有長度。所以，在Java中，如果你不想寫程序傳數組的長度，那麼在數組中以0結尾就是最方便的方法了。當然，如果有更好的方法也希望大家提出。

到這裡，一個完整的Java通過JNI調用動態鏈接庫的程序就完成了。實際上也不是很復雜。只要多注意一下細節，是很容易得出來的。