本文來源于博客《自己實現一個Native方法的調用》，寫下自己的實現過程，實現Java和C++的混編。所用編譯器/編輯器為VS2017、VSCode。

1、編寫Java代碼

//Native.java
import java.io.File;

public class Native{
    public native static void  Hello();
    public native static int echo(int num);

    public static void main(String[] args){
        System.load("C:" + File.separator + "JavaNativeForC.dll");
        Hello();
        System.out.println(echo(15));
    }
}

上面代碼中聲明了兩個本地化方法：

    public native static void  Hello();
    public native static int echo(int num);

注意它們都使用關鍵字native，這說明這兩個方法并不是用Java代碼實現的，它們來源于本地庫的實現，例如，在dll動態鏈接庫文件中。

使用下面代碼導入動態鏈接庫文件C:/JavaNativeForC.dll，我們的兩個本地化方法就在該文件中實現：

System.load("C:" + File.separator + "JavaNativeForC.dll");

后面就是用這兩個方法進行操作。

2、編譯Java代碼

javac Native.java
javah -jni Native

從而生成一個名為Native.h的頭文件：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class Native */

#ifndef _Included_Native
#define _Included_Native
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     Native
 * Method:    Hello
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_Native_Hello
  (JNIEnv *, jclass);

/*
 * Class:     Native
 * Method:    echo
 * Signature: (I)I
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_Native_echo
  (JNIEnv *, jclass, jint);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

這個頭文件中可以看見我們聲明的兩個Java本地化方法

    public native static void  Hello();
    public native static int echo(int num);

對應C++的聲明：

JNIEXPORT void JNICALL Java_Native_Hello(JNIEnv *, jclass);
JNIEXPORT jint JNICALL Java_Native_echo(JNIEnv *, jclass, jint);

我們只要實現這兩個方法即可

3、創建DLL項目

在VS2017中，點擊：文件 - 新建 - 項目 - 動態鏈接庫(DLL)

4、導入必要頭文件

這里需要用到三個頭文件：javah命令生成的Native.h文件、JDK中的JNI支持頭文件jni.h、jni_md.h。后面這兩個文件分別位于%JAVA_HOME%/include以及%JAVA_HOME%/include/win32中，在命令行中輸入echo %JAVA_HOME%就能顯示出%JAVA_HOME%的具體地址，在我的機子上是

C:\Users\Berlin>echo %JAVA_HOME%
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102

將這三個頭文件復制到DLL項目目錄下，然后在頭文件 - 添加 - 現有項

5、編寫方法

任意創建一個cpp源文件，將我們的方法寫入。這個源文件需要包含Native.h：

#include "Native.h"

由于VS2017已經為我生成了一個名為JavaNativeForC.cpp的頭文件，我可以直接編寫：

// JavaNativeForC.cpp: 定義 DLL 應用程序的導出函數。
//

#include "stdafx.h"
#include<iostream>
#include "Native.h"

using namespace std;

/*======方法實現，來源于Native.h=============*/
/*
* Class:     Native
* Method:    Hello
* Signature: ()V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_Native_Hello
(JNIEnv * env, jclass cls) {
    cout << "Hello World" << endl;
}

/*
* Class:     Native
* Method:    echo
* Signature: (I)I
*/
JNIEXPORT jint JNICALL Java_Native_echo
(JNIEnv *, jclass, jint n) {
    return n * 2;
}

5、生成DLL文件

沒有什么問題，右鍵項目 - 生成：

6、運行字節碼文件

現在，使用

java Native

運行字節碼文件，即可成功：

> java Native
Hello World
30

更新：

使用G++來生成動態鏈接庫文件。
【參考：Java Programming Tutorial : Java Native Interface (JNI)】

Java代碼：

public class HelloJNI{
    static {
        System.loadLibrary("hello"); // hello.dll (Windows) or libhello.so (Unixes)
    }

    // Native method declaration
    private native void sayHello();

    // Test Driver
    public static void main(String[] args) {
        new HelloJNI().sayHello(); // Invoke native method
    }
}

關于System.loadLibrary(libname)方法：

Loads the native library specified by the libname argument. The libname argument must not contain any platform specific prefix, file extension or path. If a native library called libname is statically linked with the VM, then the JNI_OnLoad_libname function exported by the library is invoked. See the JNI Specification for more details. Otherwise, the libname argument is loaded from a system library location and mapped to a native library image in an implementation- dependent manner.

也就是使用System.loadLibrary(libname)導入本地庫，則libname不能有任何平臺特用前綴、文件拓展名或者路徑。這和System.load不同，后者需要指明完整路徑。

生成的HelloJNI.h文件如下：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class Hello */

#ifndef _Included_Hello
#define _Included_Hello
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     Hello
 * Method:    sayHello
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_Hello_sayHello
  (JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

注意sayHello在Java中是一個類方法而不是靜態方法，所以頭文件的函數簽名的第二個參數類型是jobject而不是jclass。

接下來只要實現這個方法，為此創建HelloJNI.c的文件：

#include <jni.h>
#include <stdio.h>
#include "HelloJNI.h"

// Implementation of native method sayHello() of HelloJNI class
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloJNI_sayHello(JNIEnv *env, jobject thisObj)
{
    printf("Hello World!\n");
    return;
}

然后將這兩個文件HelloJNI.c、HelloJNI.h編譯為動態鏈接庫。
可以使用下面的分步編譯：

$ gcc -c -I"C:/Program Files/Java/jdk1.8.0_102/include" -I"C:/Program Files/Java/jdk1.8.0_102/include/win32" HelloJNI.c  HelloJNI.h

路徑C:/Program Files/Java/jdk1.8.0_102實際上是%JAVA_HOME%，參數-I指定頭文件路徑，這樣就編譯出了HelloJNI.o文件，然后再將該文件編譯為DLL文件：

$ gcc -Wl,--add-stdcall-alias -shared -o hello.dll HelloJNI.o

-shared表示編譯為dll。

然后我們可以使用命令nm hello.dll | grep say來查看生成的dll文件內的函數定義：

$ nm hello.dll | grep say
0000000062401430 T Java_HelloJNI_sayHello

這個函數簽名是符合頭文件中的定義的。如果我們使用g++來代替上面上的gcc看看：

$  g++ -c -I"C:/Program Files/Java/jdk1.8.0_102/include" -I"C:/Program Files/Java/jdk1.8.0_102/include/win32" HelloJNI.c  HelloJNI.h

$  g++ -Wl,--add-stdcall-alias -shared -o hello.dll HelloJNI.o

然后再次查看：

$ nm hello.dll | grep say
0000000062401430 T _Z22Java_HelloJNI_sayHelloP7JNIEnv_P8_jobject

發現這個函數簽名非常奇怪，它將參數類型作為后綴連接到原函數名后了。顯然它與頭文件中聲明的方法簽名完全不同。如果這時運行java字節碼，就會得出找不到方法，盡管此時dll確實存在：

C:\Users\Berlin\Desktop\akka-scala>java  HelloJNI
Exception in thread "main" java.lang.UnsatisfiedLinkError: HelloJNI.sayHello()V
        at HelloJNI.sayHello(Native Method)
        at HelloJNI.main(HelloJNI.java:13)

這是因為，后綴為.c的，gcc把它當作是C程序，而g++當作是C++程序；后綴為.cpp的，兩者都會認為是C++程序。在這里，g++將HelloJNI.c中的方法當做C++來編譯了。C++和C有個不同就是，C++支持函數重載，而C不支持。C++的函數重載使得編譯后方法簽名包含了參數類型，如Java_HelloJNI_sayHello(JNIEnv *, jobject)這樣的方法，編譯后它的方法名就變成了_Z22Java_HelloJNI_sayHelloP7JNIEnv_P8_jobject。
而同時，從javah生成的頭文件可以看到有一個宏判斷語句：

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

這就說要求編譯器將頭文件中的方法按照C來編譯，這樣編出的方法名就沒有亂七八糟的類型后綴，只是單純的Java_HelloJNI_sayHello。由于頭文件和實現文件的函數簽名不同，所以java運行時在dll中就找不到Java_HelloJNI_sayHello方法的具體實現了。

也可以一次性編譯到位：

$ gcc -Wl,--add-stdcall-alias -I"C:/Program Files/Java/jdk1.8.0_102/include" -I"C:/Program Files /Java/jdk1.8.0_102/include/win32" -shared -o hello.dll HelloJNI.c HelloJNI.h

附A:

g++和gcc辨析：

• 兩者都可以編譯C和C++代碼。后綴為.c的，gcc把它當作是C程序，而g++當作是C++程序；后綴為.cpp的，兩者都會認為是C++程序。在這里，g++將HelloJNI.c中的方法當做C++來編譯了。
• 編譯階段，g++會調用gcc，對于C++代碼，兩者是等價的，但是因為gcc命令 不能 自動和C++程序使用的庫聯接，所以通常用g++來完成鏈接，為了統一起見，干脆編譯/鏈接統統用g++了，這就給人一種錯覺，好像cpp程序只能用G++似的。
• 宏·__cplusplus只是標志著編譯器將會把代碼按C還是C++語法來解釋，如上所述，如果后綴為.c，并且采用gcc編譯器，則該宏就是未定義的，否則，就是已定義。
• 編譯可以用gcc/g++，而鏈接可以用g++或者gcc -lstdc++。因為gcc命令不能自動和C++程序使用的庫聯接，所以通常使用g++來完成聯接。但在編譯階段，g++會自動調用gcc，二者等價。
• 無論是gcc還是g++ ，用extern "C"時，都是以C的命名方式來為符號命名，否則，都以C++方式命名。

附B:

JAVA不同方法的C語言簽名：
以下是自定義Java類JNI中不同native方法以及其對應的C語言簽名：

/*
 * Class:     JNI
 * Method:    Method_1
 * Signature: (Ljava/lang/String;)I
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_JNI_Method_11
  (JNIEnv *, jclass, jstring);

public static native int Method_1(String arg);

/*
 * Class:     JNI
 * Method:    Method_2
 * Signature: ([Ljava/lang/Object;)V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_JNI_Method_12
  (JNIEnv *, jobject, jobjectArray);

private native void Method_2(Object[] arrs);

/*
 * Class:     JNI
 * Method:    Method_3
 * Signature: ([LJNI;)V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_JNI_Method_13
  (JNIEnv *, jobject, jobjectArray);

protected native void Method_3(JNI ... objs);

/*
 * Class:     JNI
 * Method:    otherMethod_1_3_foo_Barz
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_JNI_otherMethod_11_13_1foo_1Barz
  (JNIEnv *, jobject);

native void otherMethod_1_3_foo_Barz();

其規律是：

• 如果是靜態方法，則傳入參數是 (JNIEnv *, jclass);，如果是類方法則是(JNIEnv *, jobject);
• 方法名具有格式為Java_<ClassName>_<MethodName>
• 如果方法名中有下劃線，就會在下劃線之前添加1前綴作為轉義字符

附C:

主題參考：

• Java? Native Interface
• Java Native Interface Specification—Contents
• Java Native Interface(JNI)從零開始詳細教程
• Java中JNI的使用詳解第一篇:HelloWorld
• Java中JNI的使用詳解第二篇:JNIEnv類型和jobject類型的解釋
• Java中JNI的使用詳解第三篇:JNIEnv類型中方法的使用

附D:

更多參考：

• C語言dll文件的說明以及生成、使用方法
• 如何編譯生成dll
• VS2017動態鏈接庫（.dll）的生成與使用
• 導出函數__declspec(dllexport)
• extern "C"
• C++中為什么有時要使用extern "C"
• lib和dll文件的區別和聯系
• MinGW gcc 生成動態鏈接庫 dll 的一些問題匯總