java JNI 的实现(1)-又进一步加深对JVM实现的理解

目录　　

　　概述

　　　　主要优点

　　　　主要缺点

　　JNI实现的简单例子

　　　　开发工具

　　　　简略步骤

　　　　　　1,在eclipse的 'java类' 中声明一个 'native方法';

　　　　　　2,使用 'javah' 命令生成包含'native方法' 定义的 'C/C++头文件';

　　　　　　3,使用 'C/C++' 来实现以上生成的 'C/C++头文件' 中的方法;

　　　　　　4,将实现的文件编译为 '.dll'动态链接库;

　　　　　　5,在eclipse中将 '.dll动态链接库所在路径' 加入eclipse中的 'classpath';

　　　　　　6,在eclipse中的java类中加载.dll并调用native方法.

　　　　具体步骤

　　　　　　1.　2.　3.　4.　5.　6.

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概述

　　其实细心点的程序员应该注意到,java的源码中,方法的实现,要么是具体实现,要么是定义为native.而定义为native的方法则交给诸如C之类等语言,在具体的操作系统上去实现.我们知道java是通过JVM运行的,而JVM多是通过C和汇编实现的.我们可以猜测,具体就是通过强大的sun提供的JNI这个桥梁去实现.

　　我们也因此知道,为什么每一种操作系统,对应不同的JVM,其实就是JNI的具体实现是非跨平台引起的.

　　关于JNI调用 的一些过程,大体上还算理解了点.

　　主要优点:

1. 1. java语言调用其他语言(如,C/C++)的实现.这个有时确实算是需要的,比如java需要调用一种方法(这个方法的算法很难,但是已经由非java语言写的,而且你很急,如果要用java实现,会花很多开发成本).
   2. 高性能,这个我一开始不是很明白,其实JNI的实现,能使用旧的库,使用一些依赖于机器语言交换,这自然就提高了性能了.

　　主要缺点:

1. 1. 从上面的第2点,暴漏了很明显的缺点,我们在使用JNI进行与操作系统等直接交互,或很依赖机器或硬件的时,自然可移植就丧失了.所以JNIj是ava的一部分,但是要慎用,比较,java是因其跨平台而出名的.也就是说,如果这个程序(基于JNI的)需要跨平台,则native方法声明的具有实现,需要重新修改(这是一个开发成本的开销).
   2. 使用JNI还有一个优点,就是,java是强类型语言,是一种编译型语言,而C/C++不是,所以在开发时需要很小心,毕竟C/C++这类语言之间操作内存,是非安全的.

JNI实现的简单例子

　　下面说明一下,如何使用一个简单的JNI程序,好进一步理解JNI:

　　开发工具:

　　　　1,JDK v1.7.0_71(x64);

　　　　2,Eclipse Java EE IDE for Web Developers(Indigo Release),即eclipse v3.7.0;

　　　　3,Visual Studio 2013 express(x86);

　　　　4,我的操作系统是win7旗舰版SP1(x64).

　　简略步骤:

　　　　1,在eclipse的 'java类' 中声明一个 'native方法';

　　　　2,使用 'javah' 命令生成包含'native方法' 定义的 'C/C++头文件';

　　　　3,使用 'C/C++' 来实现以上生成的 'C/C++头文件' 中的方法;

　　　　4,将实现的文件编译为 '.dll'动态链接库;

　　　　5,在eclipse中将 '.dll动态链接库所在路径' 加入eclipse中的 'classpath';

　　　　6,在eclipse中的java类中加载.dll并调用native方法.

　　具体步骤:

　　　　1,在eclipse中新建一个名为 'SayHello' 的Java Project,添加一个全名为'juk.demo.SayHello'的类,代码为:

 package juk.demo;

 public class SayHello {

     public  native void SayHello();

     public static void main(String[] args) {

     }

 }

　　　　2,通过 'cmd' 打开命令行窗口,进入'SayHello'根目录下的'bin'目录,使用 'javah juk.demo.SayHello'命令生成包含'native方法' 定义的 'C/C++头文件';

　　　　3,A,打开VS2013,通过'File->New Project'打开'New Project'对话框,选择左侧的'Templates/Visual C++/Win32',然后选择'Win32 Project',输入名为'CppSay'的项目名,选择合适的路径,确定.B,在 'Solution Explore'视图下,在'CppSay'项目上右键,选择'Open Folder in File Explore',并将以上第一步生成的 'C/C++头文件'放入与 'CppSay.vcxproj' 同级的目录下.同理,将JDK安装目录下的 'include\jni.h' 和 'include\win32\jni_md.h'(例如'H:\Program Files\Java\jdk1.7.0_71\include\jni.h' 和 'H:\Program Files\Java\jdk1.7.0_71\include\win32'),加入同样的目录中.C,在'Solution Explore'视图的 'Header Files' 上右键,选择"Add->Existing Item"引入刚添加的3个 .h头文件.在'Solution Explore'视图的 'Source Files'上添加一个 '.cpp文件,实现java定义的native方法(通过机器生成的函数原型),代码为:

 #include <iostream>
 #include "juk_demo_SayHello.h"
 using namespace std;

 //(函数原型在"juk_demo_SayHello.h"中)在C/C++中实现通过javah 产生的头文件的函数(或者说在C/C++中实现java定义的native方法).
 JNIEXPORT void JNICALL Java_juk_demo_SayHello_SayHello
   (JNIEnv * env, jobject obj) {
     cout<<"hello, java native interface"<<endl;
 }

　　　　4,将VS2013 'Standard'工具条中的'Solution Platform'修改为'x64'(因为我的JDK是x64),不然在java中加载dll的时候会报错:Can't load IA 32-bit .dll on a AMD 64-bit platform,然后编译整个项目,会在'解决方案'的 'x64'目录中的Debug目录下,产生'CppSay.dll'动态链接库(注意是解决方案下的Debug,而不是项目下的Debug),目录如'C:\Users\Administrator\Documents\visual studio 2012\Projects\CppSay\x64\Debug'

　　　　5,在eclipse的'SayHello'项目下的 'JRE System Library'上右键,选择 'Build Path'->'Config Build Path',选择 'Java Build Path'下的'JRE System Library'中的 'Native library location',点击右侧的'Edit',将上面第4步产生'CppSay.dll'的目录选中,即完成classpath的配置.

　　　　6,在第1步中的Java类中,定义一个静态代码块,使用:

System.loadLibrary("CppSay")

加载动态链接库(也可以不通过静态代码块),注意的是,名称不能包含'.dll',否则会报错: java.lang.UnsatisfiedLinkError: no CppSay.dll in java.library.path,运行eclipse的'SayHello'项目,会在控制台上输出: 'hello, java native interface'.

JNI的简单使用就是这样了.