JNI是JDK的一部分，用于為Java提供一個(gè)本地代碼的接口。通過(guò)使用JNI編寫的程序能夠確保你的代碼能夠完全的移植到所有的平臺(tái)。JNI使得運(yùn)行在JVM虛擬機(jī)上的Java代碼能夠操作使用其它語(yǔ)言編寫的應(yīng)用程序和庫(kù)，比如C/C++以及匯編語(yǔ)言等。此外JNI提供的某些API還允許你把JVM嵌入到本地應(yīng)用程序中。下圖表達(dá)了JNI所扮演的角色。
本文將通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)闡述使用VC++6.0來(lái)實(shí)現(xiàn)JNI的完整過(guò)程。使用JNI來(lái)整合本地代碼和Java代碼的步驟是確定的，沒(méi)有再創(chuàng)作的余地，所以讀者可以通過(guò)本文的步驟來(lái)逐步認(rèn)識(shí)到，其實(shí)Java也是"沒(méi)有什么不可以"的。
一、JNI的實(shí)現(xiàn)任務(wù)描述：在Java中調(diào)用windows下的消息框函數(shù)，并且從Java中傳遞一個(gè)字符串作為MessageBox函數(shù)的顯示文本參數(shù)，顯示在消息框的中間。下面讓我們一起進(jìn)入這一奇妙的旅程。
Step 1：寫一個(gè)Java類，在這個(gè)類中包含了需要調(diào)用的本地方法的描述。
//WinMsgBox.java package edu.netcom.jni; public class WinMsgBox { static{ System.loadLibrary("WinMsgDll"); // (1) } public native void showMsgBox(String str); // (2) }
(1)中WinMsgDll是動(dòng)態(tài)鏈接文件的文件名，不用加擴(kuò)展名，因?yàn)樵诓煌钠脚_(tái)下動(dòng)態(tài)鏈接文件擴(kuò)展名是不同的，由JVM自動(dòng)識(shí)別，比如在Solaris下，會(huì)被轉(zhuǎn)換為WinMsgDll.so；而Win32環(huán)境下會(huì)轉(zhuǎn)換為WinMsgDll.dll。這個(gè)文件名必須和Step 4中生成的文件名一致。這個(gè)文件的存放位置也很重要，它只能被放在JVM屬性值java.library.path中指定的文件夾中。這個(gè)屬性值可以使用System.getProperty("java.library.path");來(lái)查看。一般情況下，至少放在這幾個(gè)位置是確定可靠的，windows安裝目錄下的system32下面，JDK安裝目錄下的bin下面，以及調(diào)用主類文件的當(dāng)前目錄。
(2)中指明了你必須用本地代碼實(shí)現(xiàn)的方法。
Step 2：提示符下使用命令javac -d . WinMsgBox.java編譯Step 1編寫的java文件。
此時(shí)會(huì)在當(dāng)前目錄下建立一個(gè)edu\netcom\jni目錄結(jié)構(gòu)，并且一個(gè)WinMsgBox.class文件存在其中。
Step 3：提示符下使用命令javah -jni edu.netcom.jni.WinMsgBox，此時(shí)會(huì)在當(dāng)前目錄下產(chǎn)生一個(gè)edu_netcom_jni_WinMsgBox.h文件，注意這個(gè)文件名是由（包名+類名）組成，中間用（_）隔開。此文件內(nèi)容如下：
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */ #include <jni.h> // (1) /* Header for class edu_netcom_jni_WinMsgBox */ #ifndef _Included_edu_netcom_jni_WinMsgBox #define _Included_edu_netcom_jni_WinMsgBox #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif /* * Class: edu_netcom_jni_WinMsgBox * Method: showMsgBox * Signature: (Ljava/lang/String;)V // (2) */ JNIEXPORT void JNICALL Java_edu_netcom_jni_WinMsgBox_showMsgBox (JNIEnv *, jobject, jstring); // (3) #ifdef __cplusplus } #endif #endif
(1)包含的jni.h存在于JDK安裝目錄下的include下面。
(2)(Ljava/lang/String;)V這是函數(shù)的標(biāo)記符，當(dāng)從本地方法端訪問(wèn)Java端的方法時(shí)，會(huì)用到這個(gè)標(biāo)記符。JNI中為每種數(shù)據(jù)類型也定義了標(biāo)記符，標(biāo)記符的規(guī)則請(qǐng)查看JNI標(biāo)準(zhǔn)文檔。
(3)在WinMsgBox.java中本地方法void showMsgBox(String str);的定義，被映射為JNIEXPORT void JNICALL Java_edu_netcom_jni_WinMsgBox_showMsgBox(JNIEnv *, jobject, jstring); 其中函數(shù)名的映射規(guī)則是（Java_包名_類名_方法名），如果存在重載的方法，則在后面還會(huì)增加每個(gè)參數(shù)的標(biāo)記符。每一個(gè)方法映射到本地C函數(shù)后都會(huì)增加兩個(gè)參數(shù)：JNIEnv *和jobject，關(guān)于這兩個(gè)參數(shù)的用法將在后面闡述。另外，所有Java中的數(shù)據(jù)類型都會(huì)按一定規(guī)則進(jìn)行映射為本地?cái)?shù)據(jù)類型，這些數(shù)據(jù)類型都是在jni.h中定義的。下面分別按照基本數(shù)據(jù)類型，和對(duì)象類型列出。
表1 Java基本類型到本地類型的映射
表2 Java中的類到本地類型的映射
Step 4：使用VC來(lái)編寫本地方法的實(shí)現(xiàn)函數(shù)，最后編譯成.dll文件。過(guò)程如下：
1) 選擇new->projects(選擇Win32 Dynamic-Link Library，以Step 1中指定的庫(kù)名WinMsgDll作為工程名)->OK->An ampty DLL project->Finish。
2) 選擇Tools->Options->Directories(添加目錄D:\J2SDK1.4.2_03\INCLUDE和D:\J2SDK1.4.2_03\INCLUDE\WIN32)。在這些目錄中包含JNI所需的頭文件。
3) 將Step 3生成的edu_netcom_jni_WinMsgBox.h拷貝到WinMsgDll工程文件夾中。然后FileView中添加這個(gè)頭文件。
4) 添加源文件WinMsgDll.cpp，內(nèi)容如下：
#include "windows.h" #include "edu_netcom_jni_WinMsgBox.h" /* * Class: edu_netcom_jni_WinMsgBox * Method: showMsgBox * Signature: (Ljava/lang/String;)V */ JNIEXPORT void JNICALL Java_edu_netcom_jni_WinMsgBox_showMsgBox (JNIEnv * env, jobject obj, jstring str){ const char *msg; msg = env->GetStringUTFChars(str,0); MessageBox(NULL,msg,"Java invoke",MB_OK); env->ReleaseStringUTFChars(str,msg); }
5) 編譯生成WinMsgBox.dll文件。并將這個(gè).dll文件拷貝到Step 1中說(shuō)明的目錄中。
注意：
1) 我們知道dll文件有兩種指明導(dǎo)出函數(shù)的方法，一種是在.def文件中定義，另一種是在定義函數(shù)時(shí)使用關(guān)鍵字__declspec(dllexport)。而在JNI中函數(shù)定義中的關(guān)鍵字JNIEXPORT實(shí)際在jni_md.h中如下定義，#define JNIEXPORT __declspec(dllexport)，可見JNI默認(rèn)的導(dǎo)出函數(shù)使用第二種。使用第二種方式產(chǎn)生的導(dǎo)出函數(shù)名會(huì)根據(jù)編譯器發(fā)生變化，在有的情況下會(huì)發(fā)生找不到導(dǎo)出函數(shù)的問(wèn)題（我們?cè)贘SP中使用JNI時(shí)就發(fā)生了這種問(wèn)題，百思不得其解，后來(lái)強(qiáng)行加入一個(gè).def文件就解決了）。因此最好是使用第一種方法自己定義一個(gè).def文件來(lái)指明導(dǎo)出函數(shù)，這種情況下會(huì)強(qiáng)制使用第一種方式產(chǎn)生導(dǎo)出函數(shù)。本例中可以加入一個(gè)WinMsgDll.def文件，內(nèi)容如下：
LIBRARY "WinMsgDll" DESCRIPTION ‘message Windows Dynamic Link Library‘ EXPORTS ; Explicit exports can go here Java_edu_netcom_jni_WinMsgBox_showMsgBox
2) 從本例中，我們可以看到WinMsgBox.java決定了edu_netcom_jni_WinMsgBox.h，而后者又決定了WinMsgDll.dll，也就是說(shuō)，這是一個(gè)"牽一發(fā)而動(dòng)全身"的過(guò)程，如果你改動(dòng)了WinMsgBox.java，就一定要把整個(gè)步驟都走一遍（這一點(diǎn)一定要切記，因?yàn)檫@也是我們跌得鼻青臉腫后才得出的警世良言）。
3) 生成的.dll文件一定要正確拷貝到Step 1說(shuō)明的目錄中，本例中是將生成的WinMsgDll.dll和Step 5中的測(cè)試文件放在同一個(gè)目錄下的（這也是我們困惑了很久才解決的問(wèn)題）。
Step 5：編寫一個(gè)測(cè)試文件來(lái)測(cè)試對(duì)WinMsgDll.dll的調(diào)用。測(cè)試文件TestJNI.java內(nèi)容如下：
//TestJNI.java import edu.netcom.jni.WinMsgBox; public class TestJNI { public static void main(String[] args) { WinMsgBox box = new WinMsgBox(); box.showMsgBox("Wonderful!!"); } }
編譯，運(yùn)行，windows下的對(duì)話框躍然屏幕中間。到此為此，整個(gè)JNI的實(shí)現(xiàn)過(guò)程就已經(jīng)完成了。
