簡介

• 本節示例怎么使 Java應用程序 通過 JNI 調用 C語言 輸出Hello World!。

流程

1. 創建一個HelloWorld.java文件并聲明原生方法。
2. 使用 javac 編譯HelloWorld.java，生成HelloWorld.class文件。
3. 使用 javah 生成C頭文件HelloWorld.h，該頭文件包含了原生函數實現的原型。
4. 新建文件HelloWorld.c并按照HelloWorld.h中聲明的原生函數原型實現原生代碼。
5. 將HelloWorld.c構建成為一個原生庫，生成HelloWorld.dll或者HelloWorld.so。
6. 使用 Java 運行HelloWorld程序，HelloWorld.class和HelloWorld.dll/so會在運行時被加載。

JNI Hello World 示意圖

HelloWorld示例

1. 創建HelloWorld.java

代碼

public class HelloWorld {
    static {
        // "HelloWorld" 表明載入HelloWorld.dll
        System.loadLibrary("HelloWorld");
    }

    public static void main(String[] args) {
        new HelloWorld().print();
    }

    private native void print();
}

解說

• 上述代碼主要包含三個部分：
  1. 一個靜態代碼塊，用來加載 動態鏈接庫 。
  2. 一個主函數作為 Java應用程序 入口，并在主函數中調用print。
  3. 一個原生函數print的聲明，由原生代碼實現。
• 包含原生代碼的 動態鏈接庫 一定要提前加載。
• print函數聲明中的native修飾符表示該函數是使用其他語言實現的。

2. 生成HelloWorld.class

• 編譯產生HelloWorld.class。

3. 使用CLion創建C/C++項目

• 保證 CLion 使用的是 MinGW-w64 而不是 MinGW-32 。
• 設置JAVAHOME環境變量，指向 jdk 目錄。
• 通過CMakeList.txt設置 JNI 包含目錄。
• 通過CMakeList.txt設置構建完畢后自動復制 DLL 到 Java 項目目錄下。
• CMakeList.txt文件參考，

cmake_minimum_required(VERSION 3.7)
project(JNI_c)

set(CMAKE_C_STANDARD 11)

# 相當于 SOURCE_FILES = "HelloWorld.h HelloWorld.c"
set(SOURCE_FILES HelloWorld.h HelloWorld.c)
add_library(JNI_c SHARED ${SOURCE_FILES})

include_directories($ENV{JAVAHOME}/include)
include_directories($ENV{JAVAHOME}/include/win32)

# 設置輸出DLL的名字前綴
set_target_properties(JNI_c PROPERTIES PREFIX "")
# 設置輸出DLL的名字，此處輸出HelloWorld.dll
set_target_properties(JNI_c PROPERTIES OUTPUT_NAME "HelloWorld")

# 構建完后復制DLL到指定目錄
add_custom_command(TARGET JNI_c POST_BUILD                     # JNI_c是項目名稱
        COMMAND ${CMAKE_COMMAND} -E copy_if_different
        "$<TARGET_FILE_DIR:JNI_c>/HelloWorld.dll"           # input dir
        "C:/ProgramProjects/Java/JNI")                         # output dir

4. 生成HelloWorld.h

1. 配置 IDEA 中生成頭文件規則（已配置則跳過）

1. File -> Settings -> External Tools。
2. 點擊 “+” 按鈕。
   1. Name : 生成頭文件。
   2. Group : JNI。
   3. Options : 全部勾選。
   4. Show in : 全部勾選。
   5. Program : $JDKPath$\bin\javah.exe。
   6. Parameters : -jni -v -d $FileDir$ $FileClass$。$FileDir$表示輸出目錄，將$FileDir$設置為 CLion 項目目錄。
   7. Working directory : $SourcepathEntry$。
3. 點擊確定。

2. 生成

1. 選擇對應的java文件。
2. 右鍵 -> JNI -> Generate Header File。
3. 在$FileDir$對應的目錄里生成了HelloWorld.h。

3. 解說HelloWorld.h文件

代碼

/*
 * Class:     HelloWorld
 * Method:    print
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_print
  (JNIEnv * , jobject);

解說

• 注釋部分：
  • Class ：函數來自的那一個類的名字。
  • Method ：這個函數的名字。
  • Signature ：這個函數的簽名。
    • ()V：函數的簽名為void ()。
    • (IFC)D：這個函數的double (int, float, char)。
• 代碼部分：
  • void：原方法的返回值。
  • JNIEnv *：一個JNIEnv接口指針。
  • jobject：HelloWorld對象本身，有點像 C++ 中的this指針。

5. 實現HelloWorld.c

#include <jni.h>

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

/*
 * Class:     HelloWorld
 * Method:    print
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_print(JNIEnv * env, jobject obj) {
    printf("Hello World!\n");
}

#ifdef __cplusplus
}
#endif

5. 生成動態鏈接庫并運行

• 在 Clion 中構建項目，生成 DLL 到對應目錄。
• 設置 IDEA 中的 Run/Debug Configurations ：
  • 將 VM Options 設置為-Djava.library.path=C:\ProgramProjects\Java\JNI\
• 運行程序。