漫步红林

品味技术与生活之间的差距,追求代码与国画之间的艺术.

BlogJava 联系 聚合 管理
  0 Posts :: 28 Stories :: 2 Comments :: 0 Trackbacks
从Java 1.1开始,Java Native Interface
    (JNI)标准成为java平台的一部分,它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI一开始是为了本地已编译语言,尤其是C和C++而设计的,
但是它并不妨碍你使用其他语言,只要调用约定受支持就可以了。让我们看一些使用JNI的简单例子吧。

使用java与本地已编译的代码交互,通常会丧失平台可移植性。但是,有些情况下这样做是可以接受的,甚至是必须的,比如,使用一些旧的库,
与硬件、操作系统进行交互,或者为了提高程序的性能。JNI标准至少保证本地代码能工作在任何Java 虚拟机实现下。

开始:
如果你习惯了使用JNI,你就不会觉得它难了。既然本地方法是由其他语言实现的,它们在Java中没有函数体。但是,所有本地代码必须用本地关
键词声明,成为Java类的成员。清单A演示了一个简单的类,它申明了一个本地的(native),静态的(static)方法:sum。

写完了你的Java类,接下来就要写本地代码。本地方法符号提供一个满足约定的头文件,使用Java工具可以很容易地创建它而不用手动去创建。
你对Java的class文件使用javah命令,就会为你生成一个对应的C/C++头文件。清单B就是为清单A的Test1类创建的头文件。注意:它创建了一个
C/C++函数:Java_Test1_sum。

执行本地方法:

一旦你有了这个头文件,你就需要写头文件对应的本地方法,就像我在清单C做的那样。

注意:所有的本地方法的第一个参数都是指向JNIEnv结构的。这个结构是用来调用JNI函数的,(我会在另一个章节中讨论)。第二个参数jclass的意义,
要看方法是不是静态的(static)或者实例(Instance)的。前者,jclass代表一个类对象的引用,而后者是被调用的方法所属对象的引用。最后的两个
jint参数表示了Java方法的 int参数。

返回值和参数类型根据等价约定映射到本地C/C++类型,如表A所示。有些类型,如清单B里面的两个jint参数,在本地代码中可直接使用,而其他类型
只有通过JNI调用操作。

表A   
    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 | 
 |  float        |    jfloat          |    C/C++32位浮点型     |
 |  double       |    jdouble         |    C/C++64位浮点型      |
 |  Object       |    jobject 有对应  |    任何Java对象,或者没  |
 |               |                    |    有java 类型的对象    
 | Class        |    jclass          |    Class对象           |
 |  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          |
 +---------------+--------------------+--------------------------+

※ JNI类型映射
最后一步是把本地代码编译成共享库(比如,UNIX的so文件,Windows的dll文件)。在Java中调用方法前,共享库须通过System.loadLibrary导入。
最常用的方式是在类的静态(static)初始化器里做这这个工作。

在本地代码中访问JNI我举的例子很简单,并不能满足演示怎样写JNI方法的目标。现在,让我们看一些高级的,通过JNIEnv结构使用非简单类型的例子。

JNI通过函数的形式提供了很多功能,供本地代码通过指向JNIEnv结构的指针调用;它作为第一个参数传递给每个本地方法。JNI函数的调用有下面
几种格式(这里,假设env是指向JNIEnv的指针):

//C 格式

(*env)-><jni function>( env, <parameters> )

//C++ 格式

env-><jni function>( < parameters> )

这篇文章中接下来的例子我将会用C++格式。

使用数组:
JNI通过JNIEnv提供的操作Java数组的功能。它提供了两个函数:一个是操作java的简单
型数组的,另一个是操作对象类型数组的。
因为速度的原因,简单类型的数组作为指向本地类型的指针暴露给本地代码。因此,它
们能作为常规的数组存取。这个指针是指向实际的Java数组或者Java数组的拷贝的指针。另
外,数组的布置保证匹配本地类型。
为了存取Java简单类型的数组,你就要要使用GetXXXArrayElements函数(见表B),XX
X代表了数组的类型。这个函数把Java数组看成参数,返回一个指向对应的本地类型的数组的
指针。


表B  

  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      |

JNI数组存取函数
当你对数组的存取完成后,要确保调用相应的ReleaseXXXArrayElements函数,参数是对应Java数组和 GetXXXArrayElements返回的指针。
如果必要的话,这个释放函数会复制你做的任何变化(这样它们就反射到java数组),然后释放所有相关的资源。

为了使用java对象的数组,你必须使用GetObjectArrayElement函数和SetObjectArrayElement函数,分别去get,set数组的元素。
GetArrayLength函数会返回数组的长度。

    清单D包含了一个简单的类,它演示了本地代码如何使用Java数组。这个本地实现循环遍历一个整型(int)数组,返回这些元素的总和。
为简单起见,这个清单包含了java代码和本地实现。我已经省略了头文件,它可以很方便地通过javah得到。


在本地代码中访问JNI   使用对象

    JNI 提供的另外一个功能是在本地代码中使用Java对象。通过使用合适的JNI函数,你可以创建Java对象,get、set 静态(static)和
实例(instance)的域,调用静态(static)和实例(instance)函数。JNI通过ID识别域和方法,一个域或方法的ID是任何处理域和方法的函数的必须参数。

表C列出了用以得到静态(static)和实例(instance)的域与方法的JNI函数。每个函数接受(作为参数)域或方法的类,它们的名称,符号和
它们对应返回的jfieldID或jmethodID。

表C  

  函数                  描述
+--------------------+---------------------------+  
|  GetFieldID        |    得到一个实例的域的ID  | 
|  GetStaticFieldID  |    得到一个静态的域的ID  | 
|  GetMethodID       |    得到一个实例的方法的ID |
| GetStaticMethodID |    得到一个静态方法的ID   |


※域和方法的函数
如果你有了一个类的实例,它就可以通过方法GetObjectClass得到,或者如果你没有这个类的实例,可以通过FindClass得到。符号是从域的类型或者
方法的参数,返回值得到字符串,如表D所示。

表D
   +------------+---------+
       |Java 类型   |    符号 |
       +------------+---------+  
       |boolean     |    Z   | 
       |byte        |    B   | 
       |char        |    C   | 
       |short       |    S    |
       |int         |    I    |  
       |long        |    L    |  
       |float       |    F    |  
       |double      |    D    |  
       |void        |    V    |  
       |objects对象 |         |   
       +------------+---------+

    Lfully-qualified-class-name;L类名   
    Arrays数组 [array-type [数组类型 methods方法 (argument-types)return-type(参数类型)返回类型


※确定域和方法的符号

一旦你有了类和方法或者域的ID,你就能把它保存下来以后使用,而没有必要重复去获取。

有几个分别访问域和方法的函数。实例的域可以使用对应域的GetXXXField的变体函数访问。GetStaticXXXField函数用于静态类型。
设置域的值,用SetXXXField 和SetStaticXXXField函数。表E包含了所有访问域的函数列表。

表E   
  +-------------+---------------------------+
  |  Java类型   |    Method方法             |
  +-------------+---------------------------+  
  |   boolean   |    GetBooleanField        |
  |             |    GetStaticBooleanField  |
  |             |    SetBooleanField        |
  |             |    SetStaticBooleanField  |
  +-------------+---------------------------+ 
  |   byte      |    GetByteField           |
  |             |    GetStaticByteField     |
  |             |    SetByteField           |
  |             |    SetStaticByteField   |
  +-------------+---------------------------+
  |   char      |    GetCharField           |
  |             |    GetStaticCharField     |
  |             |    SetCharField           |
  |             |    SetStaticCharField   |
  +-------------+---------------------------+
  |   short     |    GetShortField          |
  |             |    GetStaticShortField    |
  |             |    SetShortField          |
  |             |    SetStaticShortField   | 
  +-------------+---------------------------+
  |    int      |    GetIntField,           |
  |             |    GetStaticIntField,     |
  |             |    SetIntField,           |
  |             |    SetStaticIntField     |
  +-------------+---------------------------+
  |   long      |    GetLongField,          |
  |             |    GetStaticLongField,    |
  |             |    SetLongField,          |
  |             |    SetStaticLongField    |
  +-------------+---------------------------+
  |   float     |    GetFloatField,         |
  |             |    GetStaticFloatField,   |
  |             |    SetFloatField,         |
  |             |    SetStaticFloatField    |
  +-------------+---------------------------+
  | double     |    GetDoubleField,        |
  |             |    GetStaticDoubleField,  |
  |             |    SetDoubleField,        |
  |             |    SetStaticDoubleField  | 
  +-------------+---------------------------+
  |  object     |    GetObjectField,        |
  |             |    GetStaticObjectField,  |
  |             |    SetObjectField,        |
  |             |    SetStaticObjectField   |
  +-------------+---------------------------+

※访问域的函数
    另外,方法的访问是由 CallXXXMethod 函数和 CallStaticXXXMethod函数完成的,XXX表明了方法的返回值类型。这些函数的变体允
许传递数组参数 (CallXXXMethodA and CallStaticXXXMethodA)或者传递一个可变大小的列表(CallXXXMethodV and CallStaticXXXMethodV)。


一个完整的列表

表F:一个完整的列表  

    返回类型    函数
      +-------------+---------------------------+     
      |    boolean  |  CallBooleanMethod        |
      |             |  CallBooleanMethodA       |
      |             |  CallBooleanMethodV       |
      |             |  CallStaticBooleanMethod  |
      |             |  CallStaticBooleanMethodA |
      |             |  CallStaticBooleanMethodV |
      +-------------+---------------------------+
      |    byte     |  CallByteMethod           |
      |             |  CallByteMethodA          |
      |             |  CallByteMethodV          |
      |             |  CallStaticByteMethod     |
      |             |  CallStaticByteMethodA    |
      |             |  CallStaticByteMethodV    |
      +-------------+---------------------------+              
      |    char     |  CallCharMethod           |
      |             |  CallCharMethodA          |
      |             |  CallCharMethodV          |
      |             |  CallStaticCharMethod     |
      |             |  CallStaticCharMethodA    |
      |             |  CallStaticCharMethodV   |
      +-------------+---------------------------+             
      |    short    |  CallShortMethod          |
      |             |  CallShortMethodA         |
      |             |  CallShortMethodV         |
      |             |  CallStaticShortMethod    |
      |             |  CallStaticShortMethodA   |
      |             |  CallStaticShortMethodV   |
      +-------------+---------------------------+             
      |    int      |  CallIntMethod            |
      |             |  CallIntMethodA           |
      |             |  CallIntMethodV           |
      |             |  CallStaticIntMethod      |
      |             |  CallStaticIntMethodA     |
      |             |  CallStaticIntMethodV    |
      +-------------+---------------------------+                  
      |    long     |  CallLongMethod           |
      |             |  CallLongMethodA          |
      |             |  CallLongMethodV          |
      |             |  CallStaticLongMethod     |
      |             |  CallStaticLongMethodA    |
      |             |  CallStaticLongMethodV   |
      +-------------+---------------------------+             
      |    float    |  CallFloatMethod          |
      |             |  CallFloatMethodA         |
      |             |  CallFloatMethodV         |
      |             |  CallStaticFloatMethod    |
      |             |  CallStaticFloatMethodA   |
      |             |  CallStaticFloatMethodV   |
      +-------------+---------------------------+              
      |    double   |  CallDoubleMethod         |
      |             |  CallDoubleMethodA        |
      |             |  CallDoubleMethodV        |
      |             |  CallStaticDoubleMethod   |
      |             |  CallStaticDoubleMethodA  |
      |             |  CallStaticDoubleMethodV |
      +-------------+---------------------------+                 
      | void        |  CallVoidMethod           |
      |             |  CallVoidMethodA          |
      |             |  CallVoidMethodV          |
      |             |  CallStaticVoidMethod     |
      |             |  CallStaticVoidMethodA    |
      |             |  CallStaticVoidMethodV    |
      +-------------+---------------------------+              
      | object      |  CallObjectMethod         |
      |             |  CallObjectMethodA        |
      |             |  CallObjectMethodV        |
      |             |  CallStaticObjectMethod   |
      |             |  CallStaticObjectMethodA  |
      |             |  CallStaticObjectMethodV  |
      +-------------+---------------------------+

当你关注java的扩展时,JNI是一个强大的工具,它不会严重降低可移植性。我这里只是接触它的表面,仅仅向你演示了JNI的能力和潜力。我鼓励你获取   



posted on 2009-03-09 16:59 苦瓜 阅读(759) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: JNI

只有注册用户登录后才能发表评论。


网站导航: