深入理解JNI：Java与C++互调的两种实例解析

###JNI应用实例（java、C++互调）知识点详解 #### 1. JNI（Java Native Interface）简介 JNI 是Java提供的一种标准编程接口，允许Java代码与其他语言写的代码进行交互。这通常用于调用C或C++写的本地方法（native method），以利用已有的本地库，或者提升代码性能。JNI被广泛应用于性能敏感的系统、已有的C/C++库集成等场景。 #### 2. JNI工作流程 当Java代码中声明native方法后，需要在相应的C++代码中实现这些方法。整个工作流程大致可以分为以下几个步骤： - 在Java代码中声明native方法。 - 使用`javah`工具从Java类生成对应的C/C++头文件(.h文件)。 - 在C/C++源文件中实现这些方法，并编译成动态链接库（DLL或.so文件）。 - 在Java代码中加载动态链接库，并通过JNI找到本地方法的实现。 - Java与C++代码间进行数据交换和方法调用。 #### 3. JNI应用实例分析 ##### 实例1： 1）使用javah生成.h文件： - `javah`工具可以处理含有native方法声明的Java类，自动创建一个C/C++头文件。该文件包含与Java native方法对应的本地方法声明。 - 例如，若Java中有如下代码： ```java package com.example; public class HelloJNI { public native void sayHello(); } ``` 执行`javah com.example.HelloJNI`将会生成名为`com_example_HelloJNI.h`的头文件，里面包含了类似如下声明： ```cpp /* Header for class com_example_HelloJNI */ #ifndef _Included_com_example_HelloJNI #define _Included_com_example_HelloJNI #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_HelloJNI_sayHello(JNIEnv *, jobject); #ifdef __cplusplus } #endif #endif ``` 2）根据.h文件，编写.cpp源程序： - 接下来需要编写C++源代码以实现头文件中声明的方法： ```cpp #include "com_example_HelloJNI.h" #include <iostream> JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_HelloJNI_sayHello(JNIEnv *, jobject){ std::cout << "Hello from C++!" << std::endl; } ``` - 使用C++编译器编译成动态链接库（例如`libHelloJNI.so`或`HelloJNI.dll`）。 ##### 实例2： 1）演示了java调用c++，以及c++调用java： - 此例中除了简单的数据类型传递，还演示了复杂数据类型，例如`Vector`，的使用。 - Java代码中可能包含如下内容： ```java import java.util.Vector; public class JNICallCPP { static { System.loadLibrary("JNICallCPP"); } private native void nativeMethod(Vector<String> v); public void call() { Vector<String> v = new Vector<>(); v.add("Hello"); v.add("JNI"); nativeMethod(v); } } ``` - 相应的C++代码要接收Vector数据，进行处理后再传回Java端。处理这部分数据传输涉及JNI提供的数据类型转换函数和本地方法的实现。 2）java与C++间通过复杂数据类型作为参数传递数据： - 当复杂数据类型在JNI中作为参数时，需要进行特殊处理。JNI提供了丰富的API来帮助Java和C++之间的数据类型转换。 - 对于向量Vector，JNI提供了`GetShortArrayRegion`和`SetShortArrayRegion`等函数来复制和设置数据。 - 例如： ```cpp #include "JNICallCPP.h" #include <jni.h> #include <vector> JNIEXPORT void JNICALL Java_JNICallCPP_nativeMethod(JNIEnv *env, jobject obj, jobjectArray v) { // 获取Vector中的元素数量 jsize length = env->GetArrayLength(v); // 创建C++中的vector用于数据处理 std::vector<std::string> cppVector; // 将Java Vector转换为C++ vector for(jsize i = 0; i < length; ++i) { jstring jstr = static_cast<jstring>(env->GetObjectArrayElement(v, i)); const char *cstr = env->GetStringUTFChars(jstr, nullptr); cppVector.emplace_back(cstr); env->ReleaseStringUTFChars(jstr, cstr); } // C++端处理cppVector... // 处理完毕后，将C++ vector数据传回Java Vector... } ``` #### 4. JNI开发注意事项 - JNI编程要求开发者对Java和C++都有较深的理解，且对内存管理必须格外小心，以避免内存泄漏等问题。 - JNI方法的命名规范应严格遵守，以确保Java能够正确地找到对应的本地方法。 - 在Java和C++之间传递复杂数据类型，如数组、集合等，需要正确使用JNI提供的转换函数和相关API。 - 本地方法的调用开销较大，应尽量减少本地代码调用频率，避免频繁进行Java与本地代码之间的切换。 #### 5. 文件压缩包内容 - 根据提供的文件名称列表“实例2、实例1”，我们可以推断压缩包中应包含两个JNI应用实例的完整代码和编译后的动态链接库文件。其中，“实例2”可能包含涉及复杂数据类型传递的完整Java和C++代码，以及编译好的动态链接库；而“实例1”可能仅包含简单数据类型传递的示例代码和库文件。 通过上述知识点的详细讲解，读者应能对JNI应用实例（java、C++互调）有一个全面的理解，并能自行设计和实现类似的跨语言调用场景。