Java调用dll步骤1
Java调用dll步骤1
2010年07月29日
java中调用c(c++)写的dll文件的实现及步骤(转) JNI使用技巧点滴 本文为在 32 位 Windows 平台上实现 Java 本地方法提供了实用的 示例、步骤和准则。本文中的示例使用 Sun Microsystems 公司创建的 Java Development Kit (JDK) 版本 1.4.1。用 C 语言编写的本地代码是用 Microsoft Visual C++ 6.0编译器编译生成。 简介 近日，由于项目需要，要在WEB页面实现图像转换功能，而VC在图像转换方面有着得天独厚的优势。我们首先用VC封装出图像转换的DLL，然后用JAVA的本地化方法JNI调用用于图像转换的DLL，最后用JavaBean调用JNI生成的DLL。 通过近几天在网上找资料和自己的摸索，收获很多，现总结如下，让以后做这方面的人少走弯路。一. JAVA部分 1. 无包的情况： 实例一： public class MyNative { static { System.loadLibrary( "MyNative" ); } public native static void HelloWord(); public native static String cToJava(); } 说明： 1)在JAVA程序中，首先需要在类中声明所调用的库名称System.loadLibrary( String libname );，在库的搜寻路 径中定位这个库。定位库的具体操作依赖于操作系统。在windows下，首先从当前目录查找，然后再搜寻"PATH"环境变量列出的目录。如果找不到该 库，则会抛出UnsatisfiedLinkError。 2)这里加载的是JNI生成的DLL，而不是其他生成的DLL的名称。 在这里，库的扩展名字可以不用写出来，究竟是DLL还是SO，由系统自己判断。 3) 还需要对将要调用的方法做本地声明，关键字为native。并且只需要声明，而不需要具体实现。 实现放在C中实现，稍后将做说明。 4)如果加了static，表明是静态方法。如果不加，表明是一般的方法。加与不加，生成的头文件中有一个参数不同。稍后将做说明。 现在开始编译它: 用javac MyNative.h编译它，生成对应的class文件。 用javah MyNative ，就会生成对应的MyNative.h头文件。剩下的是就开始交给VC来完成了（我们用VC来实现对应的C实现部分）。 2. 有包的情况： 实例二： package com..myNative; public class MyNative { static { System.loadLibrary( "MyNative" ); } public native static void HelloWord(); public native static String cToJava(); } 其他与上面相同，就是在用javac和javah时有所不同。对于有包的情况一定要注意这一点，开始时我的程序始终运行都不成功，问题就出在这里。 javac ./com/myNative/MyNative.java javah com.myNative.MyNative 上面一句就不用解释了。对下面的一句解释一下：本类的前面均是包名。这样生成的头文件就是：com.myNative.MyNative.h。 开始 时，在这种情况下我用javah MyNative生成的头文件始终是MyNative.h。在网上查资料时，看见别人的头文件名砸那长，我的那短。但不 知道为什么，现在大家和我一样知道为什么了吧。：）。有时还需要带上路径。具体查看javah的语法。 二．C实现部分 刚才用javah MyNative生成的MyNative.h头文件内容如下： /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */ #include /* Header for class MyNative */ #ifndef _Included_MyNative #define _Included_MyNative #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif /* * Class: MyNative * Method: HelloWord * Signature: ()V */ JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord (JNIEnv *, jclass); /* * Class: MyNative * Method: cToJava * Signature: ()Ljava/lang/String; */ JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_cToJava (JNIEnv *, jclass); #ifdef __cplusplus } #endif #endif 接下来,就是如何实现它了。其实，用JNI作出的东西也是DLL，被JAVA所调用。 在具体实现的时候，我们只关心两个函数原型： JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord(JNIEnv *, jclass);和 JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_cToJava(JNIEnv *, jclass); 现在让我们开始激动人心的第一步吧 : ) 。在project里面选择win32 Dynamic-link Library，然后点击下一步，其余的取默认。如果不取默认的，将会有dllmain()函数。取空DLL工程的话，将无这个函数。我在这里取的是空。 然后选择new->File->C++ Source File，生成一个空*.cpp文件。我们把他取名为MyNative。把 JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord(JNIEnv *, jclass);和 JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_cToJava(JNIEnv *, jclass);拷贝到CPP 文件中去。然后把头文件包含进来。 生成的MyNative.cpp内容如下： #include #include "MyNative.h" JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord (JNIEnv *env, jclass jobject) { printf("hello word!\n"); } JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_cToJavaJNIEnv *env, jclass obj) { jstring jstr; char str[]="Hello,word!\n"; jstr=env->NewStringUTF(str); return jstr; } 在编译前一定要注意下列情况。 注意：一定要把SDK中的include文件夹中(和它下面的win32文件夹下的头文件)的几个头文件拷贝到VC的include文件夹中。或者在VC的tools\options\directories中设置，把头文件给包含进来。 对程序的一点解释： 1)前文不是说过，加了static和不加只是一个参数的区别吗。就是jclass的不同，不加static这里就是jobject。也就是 JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord(JNIEnv *env, jobject obj)。 2)这里JNIEXPORT和JNICALL都是JNI的关键字，表示此函数是要被JNI调用的。而 jstring是以JNI为中介使JAVA的String类型与本地的string沟通的一种类型，我们可以视而不见，就当做String使用(具体对应 见表一)。函数的名称是JAVA_再加上java程序的package路径再加函数名组成的（参见有包的情况）。参数中，我们也只需要关心在JAVA程序 中存在的参数，至于JNIEnv*和jclass我们一般没有必要去碰它。 3)NewStringUTF()是JNI函数，从一个包含UTF格式编码字符的char类型数组中创建一个新的jstring对象。 4) 以上程序片断jstr=env->NewStringUTF(str);是C++中的写法，不必使用env指针。因为JNIEnv函数的C ++版本包含有直接插入成员函数，他们负责查找函数指针。而对于C的写法，应改为：jstr=(*env)->NewStringUTF(env, str);因为所有JNI函数的调用都使用env指针，它是任意一个本地方法的第一个参数。env指针是指向一个函数指针表的指针。因此在每个JNI函数 访问前加前缀(*env)->，以确保间接引用函数指针。 在C和Java编程语言之间传送值时，需要理解这些值类型在这两种语言间的对应关系。这些都在头文件jni.h中，用typedef语句声明了这些类在目标平台上的代价类。头文件也定义了常量如：JNI_FALSE=0 和JNI_TRUE=1; 表一说明了Java类型和C类型之间的对应关系。 表一 Java类型和C类型 Java编程语言 C编程语言 字节 boolean jboolean 1 byte jbyte 1 char jchar 2 short jshort 2 int jint 4 long jlong 8 float jfloat 4 double jdouble 8 现在开始对所写的程序进行编译。选择build->rebuild all对所写的程序进行编译。点击build->build MyNative.DLL生成DLL文件。 也可以用命令行cl来编译。具体参看其他书籍。 再次强调（曾经为这个东西大伤脑筋）：DLL放置地方 1) 当前目录。 2) 放在path所指的路径中 3) 自己在path环境变量中设置一个路径，要注意所指引的路径应该到.dll文件的上一级，如果指到.dll，则会报错。 下面就开始测试我们的所写的DLL吧（假设DLL已放置正确）。 public class mytest { public static void main(String[] args) { MyNative a=new MyNative(); a.HelloWord(); System.out.println(a.cToJava()); } } 注意也要把MyNative.class放在与mytest.java同一个路径下。现在开始编译运行mytest，是不是在DOS窗口上输出： Hello word! Hello,world! 以上是我们通过JNI方法调用的一个简单C程序。但在实际情况中要比这复杂的多。特别是在通过JNI调用其他DLL时，还有很多的地方需要注意。 现在开始来讨论包含包的情况，步骤与上面的相同，只是有一点点不同。我们来看其中的一个函数。 JNIEXPORT void JNICALL Java_com_MyNative_MyNative_HelloWord (JNIEnv *env, jclass jobject) { printf("hello word!\n"); } 我们来观察函数名称。函数的名称是JAVA_再加上java程序的package路径再加函数名组成的。现在这句话应该理解了吧。 我们也写一个程序来测试包含包的情况。程序略。 javac ./com/MyNative/mytest.java java mytest 是不是在DOS窗口上也显示同样的内容：）。从 Java 程序调用 C 或 C ++ 代码的过程由六个步骤组成。我们将在下面几页中深入讨论每个步骤，但还是先让我们迅速地浏览一下它们。 编写 Java 代码。我们将从编写 Java 类开始，这些类执行三个任务：声明将要调用的本机方法；装入包含本机代码的共享库；然后调用该本机方法。 编译 Java 代码。在使用 Java 类之前，必须成功地将它们编译成字节码。 创建 C/C++ 头文件。C/C++ 头文件将声明想要调用的本机函数说明。然后，这个头文件与 C/C++ 函数实现（请参阅步骤 4）一起来创建共享库（请参阅步骤 5）。 编写 C/C++ 代码。这一步实现 C 或 C++ 源代码文件中的函数。C/C++ 源文件必须包含步骤 3 中创建的头文件。 创建共享库文件。从步骤 4 中创建的 C 源代码文件来创建共享库文件。 运行 Java 程序。运行该代码，并查看它是否有用。我们还将讨论一些用于解决常见错误的技巧。 步骤 1：编写 Java 代码第 3 页（共16 页） 我们从编写 Java 源代码文件开始，它将声明本机方法（或方法），装入包含本机代码的共享库，然后实际调用本机方法。 这里是名为 Sample1.java 的 Java 源代码文件的示例： 1. public class Sample1 2. { 3. public native int intMethod(int n); 4. public native boolean booleanMethod(boolean bool); 5. public native String stringMethod(String text); 6. public native int intArrayMethod(int[] intArray); 7. 8. public static void main(String[] args) 9. { 10. System.loadLibrary("Sample1"); 11. Sample1 sample = new Sample1(); 12. int square = sample.intMethod(5); 13. boolean bool = sample.booleanMethod(true); 14. String text = sample.stringMethod("JAVA"); 15. int sum = sample.intArrayMethod( 16. new int[]{1,1,2,3,5,8,13} ); 17. 18. System.out.println("intMethod: " + square); 19. System.out.println("booleanMethod: " + bool); 20. System.out.println("stringMethod: " + text); 21. System.out.println("intArrayMethod: " + sum); 22. } 23. } 第二步接下来，我们需要将 Java 代码编译成字节码。完成这一步的方法之一是使用随 SDK 一起提供的 Java 编译器 javac。用来将 Java 代码编译成字节码的命令是： javac Sample1.java 第三步是创建 C/C++ 头文件，它定义本机函数说明。完成这一步的方法之一是使用 javah.exe，它是随 SDK 一起提 供的本机方法 C 存根生成器工具。这个工具被设计成用来创建头文件，该头文件为在 Java 源代码文件中所找到的每个 native 方法定义 C 风格的函数。这里使用的命令是： javah Sample1 第四步当谈到编写 C/C++ 函数实现时，有一点需要牢记：说明必须和 Sample1.h 的函数声明完全一样。我们将研究用于 C 实现和 C++ 实现的完整代码，然后讨论两者之间的差异 以下是 Sample1.c，它是用 C 编写的实现： 1. #include "Sample1.h" 2. #include 3. 4. JNIEXPORT jint JNICALL Java_Sample1_intMethod 5. (JNIEnv *env, jobject obj, jint num) { 6. return num * num; 7. } 8. 9. JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_Sample1_booleanMethod 10. (JNIEnv *env, jobject obj, jboolean boolean) { 11. return !boolean; 12. } 13. 14. JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Sample1_stringMethod 15. (JNIEnv *env, jobject obj, jstring string) { 16. const char *str = (*env)->GetStringUTFChars(env, string, 0); 17. char cap[128]; 18. strcpy(cap, str); 19. (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, string, str); 20. return (*env)->NewStringUTF(env, strupr(cap)); 21. } 22. 23. JNIEXPORT jint JNICALL Java_Sample1_intArrayMethod 24. (JNIEnv *env, jobject obj, jintArray array) { 25. int i, sum = 0; 26. jsize len = (*env)->GetArrayLength(env, array); 27. jint *body = (*env)->GetIntArrayElements(env, array, 0); 28. for (i=0; iReleaseIntArrayElements(env, array, body, 0); 32. return sum; 33. } 34. 35. void main(){} 步骤 5：创建共享库文件第 13 页（共16 页） 接下来，我们创建包含本机代码的共享库文件。大多数 C 和 C++ 编译器除了可以创建机器代码可执行文件以外，也可以创建共享库文 件。用来创建共享库文件的命令取决于您使用的编译器。下面是在 Windows 和 Solaris 系统上执行的命令。 Windows： cl -Ic:\jdk\include -Ic:\jdk\include\win32 -LD Sample1.c -FeSample1.dll Solaris： cc -G -I/usr/local/jdk/include -I/user/local/jdk/include/solaris Sample1.c -o Sample1.so 最后一步是运行 Java 程序，并确保代码正确工作。因为必须在 Java 虚拟机中执行所有 Java 代码，所以需要使用 Java 运行时环境。完成这一步的方法之一是使用 java，它是随 SDK 一起提供的 Java 解释器。所使用的 命令是： java Sample1 当运行 Sample1.class 程序时，应该获得下列结果： PROMPT>java Sample1 intMethod: 25 booleanMethod: false stringMethod: JAVA intArrayMethod: 33 PROMPT> 来自ibm的jni教程 关键字：C++创建Java虚拟机 C函数调用java方法 java调用C\C++函数 JNI机制 参数传递毕 业设计到了最后阶段，没想到遇到了技术上的难题。java里调用C函数的方法比较简单，就是JNI机制。但是要在C\C++里面调用java类，觉得这里 有一些有关java底层实现即java虚拟机的有趣问题，比较难。现在就把java与C++的相互调用的方法，实现过程详细写下来。 首先，java调用C函数这个过程，《JNI机制》已有讲述，这里不再详述。现在说说参数传递的方法。一个类型的参数在JNI过程中要经过两次映射。比如在java程序里是int类型，JNI里对应就是jint类型，到了C++程序里相应转为本地类型int，如下表。 Java类型 本地类型 描述 boolean jboolean C/C++8位整型 byte jbyte C/C++带符号的8位整型 char jchar C/C++无符号的16位整型 short jshort C/C++带符号的16位整型 int jint C/C++带符号的32位整型 long jlong C/C++带符号的64位整型e float jfloat C/C++32位浮点型 double jdouble C/C++64位浮点型 > String jstring 字符串对象 Object[] jobjectArray 任何对象的数组 boolean[] jbooleanArray 布尔型数组 byte[] jbyteArray 比特型数组 char[] jcharArray 字符型数组 short[] jshortArray 短整型数组 int[] jintArray 整型数组 long[] jlongArray 长整型数组 float[] jfloatArray 浮点型数组 double[] jdoubleArray 双浮点型数组 表一 JNI类型映射 此外，我们还可以把数组作为参数进行传递。如函数： JNIEXPORT void JNICALL Java_pakage_class(JNIEnv *env, jobject, jintArray i){ //class在java中定义为native void class(int[] i); jint* pi = (env)->GetIntArrayElements(i, 0 );//相当于获取数组首地址 jsize len = (env)->GetArrayLength(i);//获取数组长度 … (env)->ReleaseIntArrayElements(i, pi, 0 );//用完后释放指针 } 函数 Java数组类型 本地类型 GetBooleanArrayElements jbooleanArray jboolean GetByteArrayElements jbyteArray jbyte GetCharArrayElements jcharArray jchar GetShortArrayElements jshortArray jshort GetIntArrayElements jintArray jint GetLongArrayElements jlongArray jlong GetFloatArrayElements jfloatArray jfloat GetDoubleArrayElements jdoubleArray jdouble 表二 JNI数组存取函数其 次，我们来看看在C++中如何调用访问Java的属性和方法。Java程序必须运行在java虚拟机上。Java程序启动时会加载java虚拟机。在 jdk1.4\jre\bin目录下，大家可以看到client和server两个文件夹，里面都是jvm.dll。它们都是加载虚拟机的库函数。两者有 区别，但只是性能上的区别。如果我们自己加载的话，任何一个都可以。 C++中加载虚拟机： 添加设置以下两个include路径， JDK\INCLUDE； JDK\INCLUDE\WIN32 #define JNI_VERSION_1_4 0x00010004 #pragma comment (lib,"jvm.lib") ＃i nclude ＃i nclude typedef jint (JNICALL *JNICreatePROC)(JavaVM **, void **, void *); main（）{ JavaVM *jvm; JNIEnv *env; JavaVMInitArgs vm_args; JavaVMOption options[3]; vm_args.version=JNI_VERSION_1_4; /*设置初始化参数*/ options[0].optionString = "-Djava.compiler=NONE"; /*类路径，相对或绝对，可设多个，分号隔开*/ options[1].optionString = "-Djava.class.path=C:\\dijk\\JNI_Workplace\\MyCap\ \MyCap\\Debug;.;..;"; options[2].optionString = " "; vm_args.nOptions =3; vm_args.options = options; vm_args.ignoreUnrecognized = JNI_TRUE; //------------------------------加载jvm： HINSTANCE jvmDll = LoadLibrary("jdk1.4\\jre\\bin\\server\\jvm.dll"); if (jvmDll == NULL) printf("加载JVM动态库错误。%l", ::GetLastError()); //查找JNI_CreateJavaVM过程。 JNICreatePROC jvmCreateProc = (JNICreatePROC)GetProcAddress(jvmDll, "JNI_CreateJavaVM"); if (jvmCreateProc == NULL) { FreeLibrary(jvmDll); printf("查找JNI_CreateJavaVM过程错误。%l", ::GetLastError()); } //创建JVM： int res = (jvmCreateProc)(&jvm, (void **)&env, &vm_args); if (res FindClass("pakage/class");//加载启动类 if (env->ExceptionCheck() == JNI_TRUE || jcl == NULL) { FreeLibrary(jvmDll); printf("加载启动类失败。"); } jmethodID mid = env->GetStaticMethodID(jcl, "methodname" , "([Ljava/lang/String;"V);//此处的参数意义见注解1 if (env->ExceptionCheck() == JNI_TRUE || mid == NULL) { FreeLibrary(jvmDll); printf("查找启动方法失败。"); } //-------------------------调用方法： env-> CallStaticObjectMethod( jcl, mid); //第3，4…参数就是被调方法的参数 FreeLibrary(jvmDll); } 注解1：methodname是java方法名，第三个参数可以这样得到：命令行下： javap p s class> 双引号里头的就可以作为相应的参数。 注解2：GetStaticMethodID，CallStaticObjectMethod都是对静态成员而言，非静态成员对应GetMethodID，CallObjectMethod 到此为止，Java与C++的相互调用就实现了。朋友们请想一想，如果java本地方法的C++函数实现中，又调用java的方法，那该怎么办呢？这里面关系好象比较复杂，绕来绕去很容易让人糊涂。先写出源码： Java程序： import javax.swing.*; public > static { System.loadLibrary("mydll"); } public native static int get(); public native static void set(int i);//有待c实现的方法 public static void fuction(int i){ // static System.out.println("I am java fuction "+i); JFrame j=new JFrame(); j.setVisible(true); } public static void main(String[] args) { myjava my=new myjava(); my.set(10); System.out.println(my.get());//调用c实现的方法 my.fuction(1); } } javac生成myjava.class,javah myjava生成myjava.h。myjava.h内容大致如下： JNIEXPORT jint JNICALL Java_myjava_get (JNIEnv *, jclass); JNIEXPORT void JNICALL Java_myjava_set (JNIEnv *, jclass, jint); 新建动态链接库工程mydll，添加myjava头文件，添加mydll.cpp。mydll.cpp源码如下： ＃i nclude "myjava.h" int i=0; JNIEXPORT jint JNICALL Java_myjava_get(JNIEnv *, jclass) { return i; } JNIEXPORT void JNICALL Java_myjava_set(JNIEnv *env, jclass, jint j) { i=j; //启动类 const char StartClass[] = "myjava"; //启动方法 const char StartMethod[] = "fuction"; j>FindClass(StartClass); if (env->ExceptionCheck() == JNI_TRUE || jcl == NULL) { printf("加载启动类失败。"); return; } //启动方法 jmethodID mid = env->GetStaticMethodID(jcl, StartMethod , "(I)V"); if (env->ExceptionCheck() == JNI_TRUE || mid == NULL) { printf("查找启动方法失败。"); return ; } env-> CallStaticObjectMethod( jcl, mid,9); return ; } 运行myjava试试看，什么结果？大家会看到屏幕左上角出现两个JFrame！！神气吧，我们在一个程序组中同时实现了C++与Java的相互调用！
