前言

简单介绍C/C++如何调用Java，内容适合未接触过此类工程的朋友作为上手参考。

一、编译环境

1. 64位的win10系统

2. JDK：jdk-8u181-windows-x64.exe

3. IDE VS2017

二、调用步骤及Java虚拟机使用方法

一般步骤：

编写Java代码, 并编译
编写C/C++代码
配置lib进行编译，配置PATH添加相应的dll

使用方法：

创建虚拟机
寻找class对象, 创建对象
调用静态方法和成员方法
获取成员属性, 修改成员属性

三、编译过程

1、配置环境变量

添加环境变量JAVA_HOME,路径为Java安装路径

在path里面添加路径，路径为bin目录所在路径和jvm.dll所在路径

2、构建被调用Java类

一段简单的代码
代码如下（示例）：

public class Sample2 {public String name;public static String sayHello(String name) {return "Hello, " + name + "!";}public String sayHello() {return "Hello, " + name + "!";}
}

运行下面的命令编译

javac Sample2.java

可以在当前目录下看到Sample2.class文件, 编译成功.。

可以查看Sample2类中的签名

javap -s -private Sample2

结果如下

Compiled from "Sample2.java"
public class Sample2 {public java.lang.String name;descriptor: Ljava/lang/String;public Sample2();descriptor: ()Vpublic static java.lang.String sayHello(java.lang.String);descriptor: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;public java.lang.String sayHello();descriptor: ()Ljava/lang/String;
}

3、创建C/C++调用Java工程（VS控制台工程x64）

c++示例代码如下：

#include <jni.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
// 环境变量PATH在windows下和linux下的分割符定义
#ifdef _WIN32
#define PATH_SEPARATOR ';'
#else
#define PATH_SEPARATOR ':'
#endifint main(void)
{JavaVMOption options[1];JNIEnv *env;JavaVM *jvm;JavaVMInitArgs vm_args;long status;jclass cls;jmethodID mid;jfieldID fid;jobject obj;options[0].optionString = "-Djava.class.path=D:/c_call_java/javaclass/";memset(&vm_args, 0, sizeof(vm_args));vm_args.version = JNI_VERSION_1_4;vm_args.nOptions = 1;vm_args.options = options;// 启动虚拟机status = JNI_CreateJavaVM(&jvm, (void**)&env, &vm_args);if (status != JNI_ERR){// 先获得class对象cls = env->FindClass("Sample2");if (cls != 0){// 获取方法ID, 通过方法名和签名, 调用静态方法mid = env->GetStaticMethodID( cls, "sayHello", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;");if (mid != 0){const char* name = "World";jstring arg = env->NewStringUTF(name);jstring result = (jstring)env->CallStaticObjectMethod(cls, mid, arg);const char* str = env->GetStringUTFChars(result, 0);printf("Result of sayHello: %s\n", str);env->ReleaseStringUTFChars(result, 0);}/*** 新建一个对象 ***/// 调用默认构造函数//obj = (*env)->AllocObject(env, cls);// 调用指定的构造函数, 构造函数的名字叫做<init>mid = env->GetMethodID( cls, "<init>", "()V");obj = env->NewObject( cls, mid);if (obj == 0){printf("Create object failed!\n");}/*** 新建一个对象 ***/// 获取属性ID, 通过属性名和签名fid = (env)->GetFieldID( cls, "name", "Ljava/lang/String;");if (fid != 0){const char* name = "icejoywoo";jstring arg = (env)->NewStringUTF( name);(env)->SetObjectField( obj, fid, arg); // 修改属性}// 调用成员方法mid = (env)->GetMethodID( cls, "sayHello", "()Ljava/lang/String;");if (mid != 0){jstring result = (jstring)(env)->CallObjectMethod( obj, mid);const char* str = (env)->GetStringUTFChars(result, 0);printf("Result of sayHello: %s\n", str);(env)->ReleaseStringUTFChars( result, 0);}}(jvm)->DestroyJavaVM();return 0;}else{printf("JVM Created failed!\n");return -1;}
}

这段代码大概做了这几件事

1.创建虚拟机JVM, 在程序结束的时候销毁虚拟机JVM
2.寻找class对象
3.创建class对象的实例
4.调用方法和修改属性

工程相关配置如下所示：
添加包含目录

添加库目录

引用库文件jvm.lib

运行结果：

Result of sayHello: Hello, World!
Result of sayHello: Hello, icejoywoo!

4、虚拟的创建

与之相关的有这样几个变量

JavaVMOption options[1];
JNIEnv *env;
JavaVM *jvm;
JavaVMInitArgs vm_args;

JavaVM就是我们需要创建的虚拟机实例

JavaVMOption相当于在命令行里传入的参数

JNIEnv在Java调用C/C++中每个方法都会有的一个参数, 拥有一个JNI的环境

JavaVMInitArgs就是虚拟机创建的初始化参数, 这个参数里面会包含JavaVMOption

下面就是创建虚拟机

options[0].optionString = "-Djava.class.path=.";
memset(&vm_args, 0, sizeof(vm_args));
vm_args.version = JNI_VERSION_1_4;
vm_args.nOptions = 1;
vm_args.options = options;
// 启动虚拟机
status = JNI_CreateJavaVM(&jvm, (void**)&env, &vm_args);

"-Djava.class.path=."看着眼熟吧，这个就是传入当前路径，作为JVM寻找class的用户自定义路径(当然也可以不在当前路径，你可以随便修改)。

vm_args.version是Java的版本, 这个应该是为了兼容以前的JDK, 可以使用旧版的JDK, 这个宏定义是在jni.h中, 有以下四种

#define JNI_VERSION_1_1 0x00010001
#define JNI_VERSION_1_2 0x00010002
#define JNI_VERSION_1_4 0x00010004
#define JNI_VERSION_1_6 0x00010006

vm_args.nOptions的含义是, 你传入的options有多长, 我们这里就一个, 所以是1.

vm_args.options = options把JavaVMOption传给JavaVMInitArgs里面去.

然后就是启动虚拟机了status = JNI_CreateJavaVM(&jvm, (void**)&env, &vm_args).

可以通过这个返回值status , 知道虚拟机是否启动成功

#define JNI_OK           0                 /* success */
#define JNI_ERR          (-1)              /* unknown error */
#define JNI_EDETACHED    (-2)              /* thread detached from the VM */
#define JNI_EVERSION     (-3)              /* JNI version error */
#define JNI_ENOMEM       (-4)              /* not enough memory */
#define JNI_EEXIST       (-5)              /* VM already created */
#define JNI_EINVAL       (-6)              /* invalid arguments */

寻找class对象, 并实例化
JVM在Java中都是自己启动的，在C/C++中只能自己来启动了, 启动完之后的事情就和在Java中一样了, 不过要使用C/C++的语法.

获取class对象比较简单，FindClass(env, className).

cls = env->FindClass("Sample2");

在Java中的类名格式是java.lang.String, 但是className的格式有点不同, 不是使用’.‘作为分割, 而是’/', 即java/lang/String.

我们知道Java中构造函数有两种, 一种是默认的没有参数的, 一种是自定义的带有参数的. 对应的在C/C++中, 有两种调用构造函数的方法.

调用默认构造函数

// 调用默认构造函数

obj = env->AllocObject(cls);

构造函数也是方法, 类似调用方法的方式.

// 调用指定的构造函数, 构造函数的名字叫做

mid = env->GetMethodID(cls, "<init>", "()V");
obj = env->NewObject(cls, mid);

调用方法和修改属性

关于方法和属性是有两个ID与之对应, 这两个ID用来标识方法和属性.

jmethodID mid;
jfieldID fid;

方法分为静态和非静态的, 所以对应的有

mid = env->GetStaticMethodID(cls, "sayHello", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;");
mid = env->GetMethodID(cls, "sayHello", "()Ljava/lang/String;");

上面两个方法是同名的, 都叫sayHello, 但是签名不同, 所以可以区分两个方法.

JNI的函数都是有一定规律的, Static就表示是静态, 没有表示非静态.

方法的调用如下

jstring result = (jstring)env->CallStaticObjectMethod(cls, mid, arg);
jstring result = (jstring)env->CallObjectMethod(obj, mid);

我们可以看到静态方法是只需要class对象, 不需要实例的, 而非静态方法需要使用我们之前实例化的对象.

属性也有静态和非静态, 示例中只有非静态的.

获取属性ID

fid = env->GetFieldID(cls, "name", "Ljava/lang/String;");

修改属性的值

env->SetObjectField(obj, fid, arg); // 修改属性

关于jstring的说明

java的String都是使用了unicode, 是双字节的字符, 而C/C++中使用的单字节的字符.

从C转换为java的字符, 使用NewStringUTF方法

jstring arg = env->NewStringUTF(name);

从java转换为C的字符, 使用GetStringUTFChars

const char* str = env->GetStringUTFChars(result, 0);

四、总结

编译和运行

编译需要头文件, 头文件在这两个目录中%JAVA_HOME%\include和%JAVA_HOME%\include\win32, 第一个是与平台无关的, 第二个是与平台有关的, 由于笔者的系统是windows, 所以是win32.
编译的时候还要一个lib文件(jvm.lib), 是对虚拟机的支持, 保证编译通过.
我们可以看到在当前目录下Sample2.exe, 运行的时候需要jvm.dll(不要将其复制到当前目录下, 这样不可以运行, 会导致jvm创建失败)
jvm.dll在%JAVA_HOME%\jre\bin\server\目录下, 所以我把这个目录加入到PATH中, 然后就可以运行

五、注意

动态链接库和JDK都有32位和64位的区别, 使用32位系统的朋友, 要注意这个问题, 可能导致运行或编译错误.（笔者这里使用的是64位）
还要注意区分C和C++代码, 在JNI中两种代码有一定的区别, 主要是env和jvm两个地方.

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