JNI

書寫步驟

JNI JNI編寫帶有native聲明的方法的java類使用javac命令編譯所編寫的java類使用javah jnijava類名生成擴展名為h的頭文件使用C/C++實現本地方法將C/C++編寫的文件生成動態連接庫

1、編寫java程序：這裏以Hello World為例。

代碼1：class HelloWorld{public native void displayHelloWorld()；static{ System.loadLibrary("hello")；}public static void main(String[]args){ newHelloWorld().displayHelloWorld()；}}聲明native方法：將一個方法做為一個本地方法的話，那麼你就必須聲明改方法為native的，並且不能實現。其中方法的參數和返回值在後面講述。Load動態庫：System.loadLibrary("hello")；加載動態庫（可以這樣理解：的方法displayHelloWorld()沒有實現，但是在下面就直接使用了，所以必須在使用之前對它進行初始化）這裏一般是以static塊進行加載的。同時需要注意的是System.loadLibrary()；的參數「hello」是動態庫的名字。

2、編譯

javacHelloWorld.java

3、生成擴展名為h的頭文件javah

jni HelloWorld頭文件的內容：/*DO NOT EDIT THIS FILE-it is machine generated*/1.include/*HeaderforclassHelloWorld*/1.ifndef _Included_HelloWorld2.define _Included_HelloWorld3.if def__cplusplusextern"C"{1.endif/**Class:HelloWorld*Method:displayHelloWorld*Signature:()V*/JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_displayHelloWorld(JNIEnv*，jobject)；1.ifdef__cplusplus}1.endif2.endif（這個h文件相當於在java裏面的接口，這裏聲明了一個Java_HelloWorld_displayHelloWorld(JNIEnv*，jobject)；方法，然後在的本地方法裏面實現這個方法，也就是說在編寫C/C++程序的時候所使用的方法名必須和這裏的一致）。

JNI4、編寫本地方法實現和由javah命令生成的頭文件裏面聲明的方法名相同的方法。

代碼2：1#include2#include"HelloWorld.h"3#include4JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_displayHelloWorld(JNIEnv*env，jobjectobj){printf("Helloworld!n")；return；}注意代碼2中的第1行，需要將jni.h（該文件可以在%JAVA_HOME%/include文件夾下面找到）文件引入，因為在程序中的JNIEnv、jobject等類型都是在該頭文件中定義的；另外在第2行需要將HelloWorld.h頭文件引入（相當於在編寫java程序的時候，實現一個接口的話需要聲明才可以，這裏就是將HelloWorld.h頭文件裏面聲明的方法加以實現。當然不一定是這樣）。然後保存為HelloWorldImpl.c就好了。

5、生成動態庫

這裏以在Windows中為例，需要生成dll文件。在保存HelloWorldImpl.c文件夾下面，使用VC的編譯器cl成。cl-I%java_home%include-I%java_home%includewin32-LDHelloWorldImp.c-Fehello.dll注意：生成的dll文件名在選項-Fe後面配置，這裏是hello，因為在HelloWorld.java文件中loadLibary的時候使用的名字是hello。當然這裏修改之後那裏也需要修改。另外需要將-I%java_home%include-I%java_home%includewin32參數加上，因為在第四步裏面編寫本地方法的時候引入了jni.h文件。

6、運行程序javaHelloWorld。

使用實例

JNI一個簡單的例子實現打印一句話的功能，但是用的c的printf最終實現。一般提供給java的jni接口包括一個so文件（封裝了c函數的實現）和一個java文件（需要調用path的類）。

1、JNI的目的是使java方法中能夠調用c實現的一些函數，比如以下的java類，就需要調用一個本地函數testjni（一般聲明為private native類型），首先需要創建文件weiqiong.java，內容如下：class weiqiong{static{System.loadLibrary("testjni")；//載入靜態庫，test函數在其中實現}private native void testjni()；//聲明本地調用public void test(){testjni()；}public static void main(String args[]){weiqionghaha=new weiqiong()；haha.test()；}}

2、然後執行javac weiqiong.java，如果沒有報錯，會生成一個weiqiong.class。

3、然後執行javah weiqiong，會生成一個文件weiqiong.h文件，其中有一個函數的聲明如下：JNIEXPORT void JNICALL Java_weiqiong_testjni(JNIEnv*，jobject)；

4、創建文件testjni.c將上面那個函數實現，內容如下：1.include2.includeJNIEXPORT void JNICALL Java_weiqiong_testjni(JNIEnv*env，jobjectobj){printf("haha---------gointoc!!!n")；}

5、為了生成.so文件，創建makefile文件如下：libtestjni.so:testjni.omakefilegcc-Wall-rdynamic-shared-olibtestjni.sotestjni.otestjni.o:testjni.cweiqiong.hgcc-Wall-ctestjni.c-I./-I/usr/java/j2sdk1.4.0/include-I/usr/java/j2sdk1.4.0/include/linuxcl:rm-rf*.o*.so注意：gcc前面是tab空，j2sdk的目錄根據自己裝的j2sdk的具體版本來寫，生成的so文件的名字必須是loadLibrary的參數名前加「lib」。

6、export LD_LIBRARY_PATH=.，由此設置library路徑為當前目錄，這樣java文件才能找到so文件。一般的做法是將so文件copy到本機的LD_LIBRARY_PATH目錄下。

7、執行java weiqiong，打印出結果：「haha---------gointoc!!!」

程序調用

JNI在首次使用JNI的時候有些疑問，後來在使用中一一解決，下面就是這些問題的備忘：

1、java和c是如何互通的。

其實不能互通的原因主要是數據類型的問題，jni解決了這個問題，例如那個c文件中的jstring數據類型就是java傳入的String對象，經過jni函數的轉化就能成為c的char*。

對應數據類型關係如下表：

Java類型本地c類型說明boolean jboolean無符號，8位byte jbyte無符號，8位char jchar無符號，16位short jshort有符號，16位int jint有符號，32位long jlong有符號，64位float jfloat32位double jdouble64位void voidN/A。

2、如何將java傳入的String參數轉換為c的char*，然後使用。

java傳入的String參數，在c文件中被jni轉換為jstring的數據類型，在c文件中聲明char* test，然後test=(char*)(*env)-；GetStringUTFChars(env，jstring，NULL)；注意：test使用完後，通知虛擬機平台相關代碼無需再訪問：(*env)-；ReleaseStringUTFChars(env，jstring，test)；

3、將c中獲取的一個char*的buffer傳遞給java。

這個char*如果是一般的字符串的話，作為string傳回去就可以了。如果是含有』』的buffer，最好作為byte array傳出，因為可以制定copy的length，如果copy到string，可能到』』就截斷了。

有兩種方式傳遞得到的數據：

一種是在jni中直接new一個byte數組，然後調用函數(*env)-；SetByteArrayRegion(env，bytearray，0，len，buffer)；將buffer的值copy到bytearray中，函數直接return bytearray就可以了。

一種是return錯誤號，數據作為參數傳出，但是java的基本數據類型是傳值，對象是傳遞的引用，所以將這個需要傳出的byte數組用某個類包一下，如下：

class RetObj{public byte[]bytearray；}這個對象作為函數的參數retobj傳出，通過如下函數將retobj中的byte數組賦值便於傳出。代碼如下：jclasscls；jfieldIDfid；jbyteArraybytearray；bytearray=(*env)-；NewByteArray(env，len)；(*env)-；SetByteArrayRegion(env，bytearray，0，len，buffer)；cls=(*env)-；GetObjectClass(env，retobj)；fid=(*env)-；GetFieldID(env，cls，"retbytes"，"[B"])；(*env)-；SetObjectField(env，retobj，fid，bytearray)；

4、不知道佔用多少空間的buffer，如何傳遞出去。

在jni的c文件中new出空間，傳遞出去。java的數據不初始化，指向傳遞出去的空間即可。

編寫技術

JNI圖1JNI(JavaNativeInterface，Java本地化方法)。圖l是JNI技術實現的一般步驟。

（1）編寫Java類代碼

其中，需要JNI實現的方法應當用native關鍵字聲明。在該類中，用System．1oadLibrary()方法加載需要的動態連結庫。關鍵代碼如下：／／Compute.javapublicclassCompute{publicnativedoublecomp(doubleparams)；static{／／調用動態連結庫System．loadLibrary(「mathlib」)；

}

(2)編譯成字節代碼

在這個過程中，由於採用了native關鍵字聲明，Java編譯器會忽視沒有代碼體的JNI方法部分。

(3)生成相關JNI方法的頭文件

這個過程的實現一般是通過利用jlavah-jni*class生成的，也可以手工生成該文件；但是由於Java虛擬機是根據一定的命名規範完成對JNI方法的調用，所以手工編寫頭文件需要特別小心。上述文件產生的頭文件部分代碼如下：／／Compute.h；extern「C」{JNIEXPORTjdoubleJNICALLJava_Compute_comp(JNI-Env*，jobject，jdoubleArray)；；JNI函數名稱分為三部分：首先是Java關鍵字，供Java虛擬機識別；然後是調用者類名稱(全限定的類名，其中用下劃線代替名稱分隔符)；最後是對應的方法名稱，各段名稱之間用下劃線分割。

JNI函數的參數也由三部分組成：首先是JNIEnv*，是一個指向JNI運行環境的指針；第二個參數隨本地方法是靜態還是非靜態而有所不同一一非靜態本地方法的第二個參數是對對象的引用，而靜態本地方法的第二個參數是對其Java類的引用；其餘的參數對應通常Java方法的參數，參數類型需要根據一定規則進行映射。

(4)編寫相應方法的實現代碼

在編碼過程中，需要注意變量的長度問題，例如Java的整型變量長度為32位，而C語言為16位，所以要仔細核對變量類型映射表，防止在傳值過程中出現問題。

(5)將JNI實現代碼編譯成動態連結庫

編譯過程是利用C／C++編譯器實現的，當要使用生成的動態連結庫時，調用者類中需要顯式調用該連結庫。經過上述處理，基本上完成了一個包含本地化方法的Java類的開發。

軟件開發

JNI圖2基於JNI的嵌入式手機軟件開發實例

下面通過一個實例來描述運用JNI技術在手機上操縱攝像頭，捕捉視頻並存儲圖片的過程。

(1)活動／狀態圖

圖2為捕捉視頻並存儲圖片的活動／狀態圖根據圖2的活動／狀態，具體的對應步驟如下：①發起該流程。②發起流程後，建立文件用於存儲圖片。③用指針獲得分配的緩衝器，用於存儲獲得的幀。④將指針壓棧(序列化緩衝器)。由於手機的內存較小，為了防止內存泄漏，Symbian作業系統有一個Cleanupstack的要求，即在使用指針時，用PushL把指針壓入棧中，使用完後再用Pop彈出棧．如果在中間調用導致崩潰的函數時果真出現了問題，那麼Cleanupstack可以通過調用該指針的析構函數回收佔用的空間。⑤操縱攝像頭，捕捉視頻，並將圖像流從攝像頭端傳到緩衝器。⑥將攝像頭內的圖像流存入緩衝器內，並將緩衝器內的流轉化為文件流，存為jpg格式的文件，將指向緩衝器的指針彈棧。⑦在過程⑥中，如果使用完了序列化的緩衝器，則要重新序列化緩衝器，以備後面使用。⑧當接收到停止視頻捕捉的信號後，關閉文件。⑨流程結束。

(2)運用JNI技術的視頻捕捉

子功能捕捉視頻的實現是由操縱攝像頭、視頻播放(解碼器準備)以及建立攝像頭和手機之間的連接會話三個活動組成的。其中操縱攝像頭是通過調用底層設備的驅動來實現的，需要利用JNI來實現，完成的方法包括準備、建立、刪除、銷毀攝像頭等。視頻播放的一系列過程也是通過c++代碼來實現的，除了準備、建立、刪除、銷毀解碼器外，還有開始、暫停、停止解碼等。建立攝像頭和手機之間的連接類似建立客戶端和服務器連接，視頻流從攝像頭傳到手機界面是通過多媒體會話來完成的。多媒體會話的建立、關閉、摧毀以及會話建立後的發送、取消、讀取數據等也是JNI的應用範疇。