JNI实例（含代码）

本文主要参考http://tech.ccidnet.com/art/1081/20050413/237901_1.html 上的文章。

C++调用JAVA主要用到了SUN公司的JNI技术， JNI是Java Native Interface的 缩写。从Java 1.1开始，Java Native Interface (JNI)标准成为java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。相关资料见http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/guide/jni/spec/jniTOC.html

开发环境安装及配置

1.1  安装JDK

        到SUN公司网站可以下载到最新版的JDK。下载下来后开始安装，一路选择默认配置即可，本文档中假定安装的是JDK1.4，安装目录为C:\j2sdk1.4.2_15。

1.2  配置VC6.0

         通过Visual C++ 6的菜单Tools→Options打开选项对话框。在Directories标签页下添加JDK的相关目录到Include和目录下。             

 开发测试用到的JAVA类

2.1  开发JAVA类

        在硬盘的任意地方新建一个名叫test的文件夹，本文档示例中将test文件夹建立在C盘根目录，然后在里面新建一个名称叫Demo.java的JAVA文件，将下面测试用的代码粘贴到该文件中。

Java代码  package test;  /** * 该类是为了演示JNI如何访问各种对象属性等 */  public class Demo   {      //用于演示如何访问静态的基本类型属性      public static int COUNT = 8;      //演示对象型属性      private String msg;      private int[] counts;            public Demo()       {          this("缺省构造函数");      }      /**      * 演示如何访问构造器      */      public Demo(String msg)       {          this.msg = msg;          this.counts = null;      }      public String getMessage()      {          return msg;      }      /**      * 该方法演示如何访问一个静态方法      */      public static String getHelloWorld()      {          return "Hello world!";      }        /**      * 该方法演示参数的传入传出及中文字符的处理      */      public String append(String str, int i)      {          return str + i;      }      /**      * 演示数组对象的访问      */      public int[] getCounts()      {       return counts;      }      /**      * 演示如何构造一个数组对象     */      public void setCounts(int[] counts)      {       this.counts = counts;      }      /**      * 演示异常的捕捉     */      public void throwExcp()throws IllegalAccessException      {          throw new IllegalAccessException("exception occur.");      }  }   

2.2 编译JAVA类

      运行CMD控制台程序进入命令行模式，输入命令javac -classpath c:\ c:\test\Demo.java，-classpath参数指定classpath的路径，这里就是test目录所在的路径。（注意：如果你没有将JDK的环境变量设置好，就需要先进入JDK的bin目录下，如下图所示。）

2.3 查看方法的签名

      我们知道Java中允许方法的多态，仅仅是通过方法名并没有办法定位到一个具体的方法，因此需要一个字符串来唯一表示一个方法。但是怎么利用一个字 符串来表示方法的具体定义呢？JDK中已经准备好一个反编译工具javap，通过这个工具就可以得到类中每个属性、方法的签名。在CMD下运行javap -s -p -classpath c:\ test.Demo即可看到属性和方法的签名。如下图红色矩形框起来的字符串为方法String append(String str, int i)的签名。

在VC中调用JAVA类

3.1 快速调用JAVA中的函

      在VC中新建一个控制台程序，然后新建一个CPP文件，将下面的代码添加到该文件中。运行该文件，即可得到Demo类中String append(String str, int i)函数返回的字符串。

Cpp代码  #include "windows.h"  #include "jni.h"  #include <string>  #include <iostream>  using namespace std;    jstring NewJString(JNIEnv *env, LPCTSTR str);  string  JStringToCString (JNIEnv *env, jstring str);    int main()  {      //定义一个函数指针，下面用来指向JVM中的JNI_CreateJavaVM函数      typedef jint (WINAPI *PFunCreateJavaVM)(JavaVM **, void **, void *);            int res;      JavaVMInitArgs vm_args;      JavaVMOption options[3];      JavaVM *jvm;      JNIEnv *env;            /*设置初始化参数*/      //disable JIT，这是JNI文档中的解释，具体意义不是很清楚 ，能取哪些值也不清楚。      //从JNI文档里给的示例代码中搬过来的      options[0].optionString = "-Djava.compiler=NONE";      //设置classpath，如果程序用到了第三方的JAR包，也可以在这里面包含进来      options[1].optionString = "-Djava.class.path=.;c:\\";      //设置显示消息的类型，取值有gc、class和jni，如果一次取多个的话值之间用逗号格开，如-verbose:gc,class      //该参数可以用来观察C++调用JAVA的过程，设置该参数后，程序会在标准输出设备上打印调用的相关信息      options[2].optionString = "-verbose:NONE";                //设置版本号，版本号有JNI_VERSION_1_1，JNI_VERSION_1_2和JNI_VERSION_1_4      //选择一个根你安装的JRE版本最近的版本号即可，不过你的JRE版本一定要等于或者高于指定的版本号      vm_args.version = JNI_VERSION_1_4;      vm_args.nOptions = 3;      vm_args.options = options;      //该参数指定是否忽略非标准的参数，如果填JNI_FLASE，当遇到非标准参数时，JNI_CreateJavaVM会返回JNI_ERR      vm_args.ignoreUnrecognized = JNI_TRUE;      //加载JVM.DLL动态库      HINSTANCE hInstance = ::LoadLibrary("C:\\j2sdk1.4.2_15\\jre\\bin\\client\\jvm.dll");      if (hInstance == NULL)      {          return false;      }      //取得里面的JNI_CreateJavaVM函数指针      PFunCreateJavaVM funCreateJavaVM = (PFunCreateJavaVM)::GetProcAddress(hInstance, "JNI_CreateJavaVM");      //调用JNI_CreateJavaVM创建虚拟机      res = (*funCreateJavaVM)(&jvm, (void**)&env, &vm_args);      if (res < 0)      {          return -1;      }      //查找test.Demo类，返回JAVA类的CLASS对象      jclass cls = env->FindClass("test/Demo");      //根据类的CLASS对象获取该类的实例      jobject obj = env->AllocObject(cls);            //获取类中的方法，最后一个参数是方法的签名，通过javap -s -p 文件名可以获得      jmethodID mid = env->GetMethodID(cls, "append","(Ljava/lang/String;I)Ljava/lang/String;");      //构造参数并调用对象的方法      const char szTest[] = "电信";      jstring arg = NewJString(env, szTest);      jstring msg = (jstring) env->CallObjectMethod(obj, mid, arg, 12);      cout<<JStringToCString(env, msg);                //销毁虚拟机并释放动态库      jvm->DestroyJavaVM();      ::FreeLibrary(hInstance);      return 0;  }    string  JStringToCString (JNIEnv *env, jstring str)// (jstring str, LPTSTR desc, int desc_len)  {      if(str==NULL)      {          return "";      }      //在VC中wchar_t是用来存储宽字节字符(UNICODE)的数据类型      int len = env->GetStringLength(str);      wchar_t *w_buffer = new wchar_t[len+1];      char *c_buffer = new char[2*len+1];      ZeroMemory(w_buffer,(len+1)*sizeof(wchar_t));      //使用GetStringChars而不是GetStringUTFChars      const jchar * jcharString = env->GetStringChars(str, 0);      wcscpy(w_buffer,jcharString);         env->ReleaseStringChars(str,jcharString);      ZeroMemory(c_buffer,(2*len+1)*sizeof(char));      /调用字符编码转换函数(Win32 API)将UNICODE转为ASCII编码格式字符串      len = WideCharToMultiByte(CP_ACP,0,w_buffer,len,c_buffer,2*len,NULL,NULL);      string cstr = c_buffer;      delete[] w_buffer;      delete[] c_buffer;            return cstr;  }    jstring NewJString(JNIEnv *env, LPCTSTR str)  {      if(!env || !str)      {          return 0;      }      int slen = strlen(str);      jchar* buffer = new jchar[slen];      int len = MultiByteToWideChar(CP_ACP,0,str,strlen(str),buffer,slen);      if(len>0 && len < slen)      {          buffer[len]=0;      }      jstring js = env->NewString(buffer,len);      delete [] buffer;      return js;  }   

3.2 调用步骤分析及注意事项

     a、加载jvm.dll动态库，然后获取里面的JNI_CreateJavaVM函数。这个步骤也可以通过在VC工程的LINK标签页里添加对jvm.lib的连接，然后在环境变量里把jvm.dll所在的路径加上去来实现。但后面这种方法在部署的时候会比前一个方法麻烦。

     b、利用构造好的参数，调用JNI_CreateJavaVM函数创建JVM。JNI_CreateJavaVM函数内部会自动根据jvm.dll的路径来获取JRE的环境，所以千万不要把jvm.dll文件拷贝到别的地方，然后再通过LoadLibrary函数导入。

     c、JVM创建成功后，JNI_CreateJavaVM函数会传出一个JNI上下文环境对象（JNIEnv），利用该对象的相关函数就可以调用JAVA类的属性和方法了。

     d、以上面的代码为例：先调用JNIEnv的FindClass方法，该函数传入一个参数，该参数就是java类的全局带包名的名称，如上面示例中的test/Demo表示test包中的Demo类。这个方法会在你创建JVM时设置的classpath路径下找相应的类，找到后就会返回该类的class对象。 Class是JAVA中的一个类，每个JAVA类都有唯一的一个静态的Class对象，Class对象包含类的相关信息。为了使FindClass方法能找到你的类，请确保创建JVM时-Djava.class.path=参数设置正确。注意：系统环境变量中的CLASSPATH对这里创建JVM没有影响，所以不要以为系统CLASSPATH设置好了相关路径后这里就不用设置了。

     e、利用FindClass返回的class对象，调用GetMethodID函数可以获得里面方法的ID，在这里GetMethodID函数传入了三个参数：第一个参数是class对象，因为方法属于某个具体的类；第二个参数是方法的名称；第三个参数是方法的签名，这个签名可以在前面3.3中介绍的方法获得。

     f、利用class对象，可以通过调用AllocObject函数获得该class对象对应类的一个实例，即Demo类的对象。

     g、利用上面获取的函数ID和Demo类的对象，就可以通过CallObjectMethod函数调用相应的方法，该函数的参数跟printf函数的参数一样，个数是不定的。第一个参数是类的对象；第二个参数是要调用的方法的ID；后面的参数就是需要传给调用的JAVA类方法的参数，如果调用的JAVA类方法没有参数，则调用CallObjectMethod时传前两个参数就可以了。

     h、从上面的示例中可以看到，在调用JAVA的方法前，构造传入的字符串时，用到了NewJString函数；在调用该方法后，对传出的字符串调用了JstringToCString函数。这是由于Java中所有的字符都是Unicode编码，但是在本地方法中，例如用VC编写的程序，如果没有特殊的定义一般都没有使用Unicode的编码方式。为了让本地方法能够访问Java中定义的中文字符及Java访问本地方法产生的中文字符串，定义了两个方法用来做相互转换。

     i、避免在被调用的JAVA类中使用静态final成员变量，因为在C++中生成一个JAVA类的对象时，静态final成员变量不会像JAVA中new对象时那样先赋值。如果出现这种情况，在C++中调用该对象的方法时会发现该对象的静态final成员变量值全为0或者null（根据成员变量的类型而定）。

3.3 调用JAVA中的静态方法

Cpp代码  //调用静态方法  jclass cls = env->FindClass("test/Demo");  jmethodID mid = env->GetStaticMethodID(cls, "getHelloWorld","()Ljava/lang/String;");  jstring msg = (jstring)env->CallStaticObjectMethod(cls, mid);      cout<<JStringToCString(env, msg);   

3.4 调用JAVA中的静态属性

C代码  //调用静态方法  jclass cls = env->FindClass("test/Demo");  jfieldID fid = env->GetStaticFieldID(cls, "COUNT","I");  int count = (int)env->GetStaticIntField(cls, fid);     cout<<count<<endl;   

3.5 调用JAVA中的带参数构造函数

Cpp代码  //调用构造函数  jclass cls = env->FindClass("test/Demo");  jmethodID mid = env->GetMethodID(cls,"<init>","(Ljava/lang/String;)V");  const char szTest[] = "电信";  jstring arg = NewJString(env, szTest);  jobject demo = env->NewObject(cls,mid,arg);  //验证是否构造成功  mid = env->GetMethodID(cls, "getMessage","()Ljava/lang/String;");  jstring msg = (jstring)env->CallObjectMethod(demo, mid);   cout<<JStringToCString(env, msg);   

3.6 传入传出数组

Cpp代码  //传入传出数组  //构造数组  long        arrayCpp[] = {1,3,5,7,9};  jintArray array = env->NewIntArray(5);  env->SetIntArrayRegion(array, 0, 5, arrayCpp);  //传入数组  jclass cls = env->FindClass("test/Demo");  jobject obj = env->AllocObject(cls);  jmethodID mid = env->GetMethodID(cls,"setCounts","([I)V");  env->CallVoidMethod(obj, mid, array);  //获取数组  mid = env->GetMethodID(cls,"getCounts","()[I");  jintArray msg = (jintArray)env->CallObjectMethod(obj, mid, array);  int len =env->GetArrayLength(msg);  jint* elems =env-> GetIntArrayElements(msg, 0);  for(int i=0; i< len; i++)  {      cout<<"ELEMENT "<<i<<" IS "<<elems[i]<<endl;  }  env->ReleaseIntArrayElements(msg, elems, 0);   

3.7 异常处理      由于调用了Java的方法，因此难免产生操作的异常信息，如JAVA函数返回的异常，或者调用JNI方法（如GetMethodID）时抛出的异常。这些异常没有办法通过C++本身的异常处理机制来捕捉到，但JNI可以通过一些函数来获取Java中抛出的异常信息。

Cpp代码  //异常处理  jclass cls = env->FindClass("test/Demo");  jobject obj = env->AllocObject(cls);  jmethodID mid = env->GetMethodID(cls,"throwExcp","()V");  env->CallVoidMethod(obj, mid);  //获取异常信息  string exceptionInfo = "";  jthrowable excp = 0;  excp = env->ExceptionOccurred();   if(excp)  {      jclass cls = env->GetObjectClass(excp);      env->ExceptionClear();      jmethodID mid = env->GetMethodID(cls, "toString","()Ljava/lang/String;");      jstring msg = (jstring) env->CallObjectMethod(excp, mid);      out<<JStringToCString(env, msg)<<endl;        env->ExceptionClear();  }   

多线程

4.1 多线程中注意事项

    JNIEnv和jobject对象都不能跨线程使用

    对于jobject，解决办法是

    a、m_obj = m_env->NewGlobalRef(obj);//创建一个全局变量 

    b、jobject obj = m_env->AllocObject(m_cls);//在每个线程中都生成一个对象

    对于JNIEnv，解决办法是在每个线程中都重新生成一个env

    JNIEnv *env; 

    m_jvm->AttachCurrentThread((void **)&env, NULL); 

源码中JAVA SDK位置为D:\\Java\\jdk1.7.0\\

测试的JAVA源码位置为：E:\test

源码下载：http://files.cnblogs.com/cappuccino/CCallJava.rar

java源码地址：http://files.cnblogs.com/cappuccino/test.rar