JNI入门与进阶，JNI调用外部非标准程序SO【一】

本文是JNI专题的开头文章，主要介绍JNI项目如何从零到整的过程

一、JNI简介

Java Native Interface，即Java本地接口。
它允许在Java虚拟机内运行的java代码与其他编程语言（如c, c++和汇编语言）编写的程序和库进行交互。简单点说， JNI可以帮助我们用java代码访问其他编程语言

二、JNI项目

需求：开发 JAVA WEB服务调用已有的so动态链接库，完成相关的业务功能开发。
因此需要借助JNI技术来完成。标准JNI的结构如下

java代码借助JNI调用由C代码生成的动态链接库文件(SO文件)，从而访问C程序的函数，最后得到函数执行的结果。
但是这套东西要求C语言的函数命名要符合JNI的规则才能被JAVA识别。所以经过分析与预研，最后的结构变成

引入自定义的C编程，以及自定义的标准动态链接库。然后再用自定义的C去调用外部的非标准C程序。
因此，项目的JNI编程既包括java程序的开发，还包括C语言程序的开发。

技术要点：

1、JNI编程相关
2、C语言调用动态链接库
3、动态链接库生成

三、JNI编程

JNI编程目的：JAVA调用C的动态链接库函数
JNI例子的目标：调用Cadd方法完成两数相加计算，返回结果；打印一串子串并返回

1、编写JAVA程序

/*** HelloJNI*/
public class HelloJNI {static {// 加载动态链接库System.load("/program/jni/libHelloJNI.so");}/*** 声明两个Native Method，对应C的两个方法*/public static native int add(int a, int b);public static native void hello();public static void main(String[] args) {// 调用 add方法，完成计算int sum = add(5, 6);System.out.println("sum=" + sum);// 调用 hello方法，在c语言内完成打印hello();}
}

说明：
Native Method就是一个java调用非java代码的接口，该方法的实现由非java语言实现，比如C。也就是说java只写接口代码，不写实现。实现在C程序

2、编译java
①上传HelloJNI.java到linux环境的/program/jni目录
②执行命令编译

javac -encoding utf-8  HelloJNI.java

③执行命令生成JNI头文件文件

javah -jni HelloJNI

说明：
（1）必须先编译完java才能执行，因为是建立在.class文件之上
（2）命令中HelloJNI表示类名，如果该类有package，要加上完整的包名，然后javah 命令一定要在包路径的上层。比如 HelloJNI的完整类名是com.test.jni.HelloJNI,那么HelloJNI.class文件需要放在
/program/jni/com/test/jni目录下，然后到/program/jni目录执行命令javah -jni HelloJNI
（3）现在的例子没有package，执行完，现在目录有三个文件

3、开发c
首先我们拿到上面生成的HelloJNI.h文件，里面的内容如下：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class HelloJNI */#ifndef _Included_HelloJNI
#define _Included_HelloJNI
#ifdef __cplusplus
extern "C" {#endif
/** Class:     HelloJNI* Method:    add* Signature: (II)I*/
JNIEXPORT jint JNICALL Java_HelloJNI_add(JNIEnv *, jclass, jint, jint);/** Class:     HelloJNI* Method:    hello* Signature: ()V*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloJNI_hello(JNIEnv *, jclass);#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

新建HelloJNI.c，内容如下

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
#include "HelloJNI.h"/** Class:     HelloJNI* Method:    add* Signature: (II)I*/
JNIEXPORT jint JNICALL Java_HelloJNI_add(JNIEnv *env, jclass jc, jint a, jint b){return a + b;
}/** Class:     HelloJNI* Method:    hello* Signature: ()Ljava/lang/String;*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloJNI_hello (JNIEnv *env, jclass jc){printf("%s\n", "hello world!");
}

说明：
①加上#include “HelloJNI.h”，就是把之前生成的头文件引入
②在HelloJNI.h的基础上写上函数体
③需要去掉HelloJNI.h多余的注解，然后补全函数变量和函数体

4、编译C文件
在/program/jni目录下执行命令

gcc -fPIC -I $JAVA_HOME/include -I $JAVA_HOME/include/linux -shared -o libHelloJNI.so HelloJNI.c

至此，目录/program/jni下的文件有

5、运行程序
在/program/jni目录下执行命令

java HelloJNI

运行结果如下，符合预期

6、命令汇总
编译java： javac HelloJNI.java
生成Native Method函数映射头文件： javah -jni HelloJNI
生成c文件的动态链接库： gcc -fPIC -I $JAVA_HOME/include -I $JAVA_HOME/include/linux -shared -o libHelloJNI.so HelloJNI.c
运行java程序： java HelloJNI

至此，已经完成标准JNI的整个开发
即完成 HelloJNI.java–>HelloJNI.c的部分开发与验证

四、非标准SO调用

目标：实现HelloJNI.java–>HelloJNI.c–>hello.c的开发与验证
其中hello.c是非标准JNI的C程序
回过头看看什么事标准JNI的C程序，有配套的头文件HelloJNI.h，并且就是函数命名如

JNIEXPORT jint JNICALL Java_HelloJNI_add(JNIEnv *env, jclass jc, jint a, jint b)

简单扥说 JNIEXPORT jint JNICALL 形式表示java native映射并调用的声明，JNIEnv ，jclass ，jint 等是JNI的变量类型，基本类型对应如下，更多的对应可以去=去网上查

现在有非JNI标准c程序hello.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>/*** 返回a+b的值*/
int add(int a, int b){return a + b;
}

现在的需求就变成我们要用java调用这个函数，下面开始！

1、生成hello.c的so
将hello.c放到/program/jni目录，在该目录下执行命令

gcc -fPIC -I $JAVA_HOME/include -I $JAVA_HOME/include/linux -shared -o libhello.so hello.c

此时会生成文件libhello.so

2、标准c开发
我们把之前的HelloJNI.c进行改造

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
#include "dlfcn.h"
#include "HelloJNI.h"/** Class:     HelloJNI* Method:    add* Signature: (II)I*/
JNIEXPORT jint JNICALL Java_HelloJNI_add(JNIEnv *env, jclass jc, jint a, jint b){// 加载连接库void *handle = dlopen("/program/jni/libhello.so", RTLD_LAZY);if (handle == NULL) {return -1;}// 定义调用的函数int (*doFunc)(int , int) = NULL;// 声明执行函数doFunc = (int (*)(int, int)) dlsym(handle, "add");// 执行调用int result = doFunc(a, b);}/** Class:     HelloJNI* Method:    hello* Signature: ()Ljava/lang/String;*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloJNI_hello (JNIEnv *env, jclass jc){printf("%s\n", "hello world!");
}

说明：
①引入 #include “dlfcn.h” 因为底下加载外部链接库用到一些关键字
②用dlopen加载非标准的动态链接库

3、运行程序
因为其他的文件用之前的，没变，所以只需要执行

gcc -fPIC -I $JAVA_HOME/include -I $JAVA_HOME/include/linux -shared -o libHelloJNI.so HelloJNI.c;
java HelloJNI;

运行结果

最终的文件列表如下

五、总结

至此，完成了整个调用链，整个文章，最终追求的效果如下

.
.
.
.
.下一篇.：JNI对象传参与返回对象结果-C结构体参数【二】