JNI技术详解，让程序有飞一般的感觉

一.前言

如果你对程序的性能要求比较高，或者觉得java的运行速度已经满足不了你，底层也可以采用C++来完成，使用JNI技术直接调用，会让你的程序有飞一般的感觉。前段时间做了调研，踩了几个坑，这里总结下，希望大家少走弯路。

本文分别在windows环境和linux环境下介绍如何实现该技术。

使用工具：
1.JAVA使用的IDE为eclipse
2.windows环境下C++使用的IDE为visual studio 2010
3.linux环境下C++使用的编译器为gcc/g++

二.windows环境下java调用C++代码

2.1新建java工程，生成相应头文件

eclipse新建工程名为"jniDemo"的java工程，在包名为com.woniu.Native下新建"NativeCpp.java"类，如下：

package com.woniu.Native;

public class NativeCpp {
	public native void fun1();
	public native int  fun2(int a, int b);
	public native void fun3(String url1, String url2);
}

编译生成.class文件

进入工程下的target\classes目录下，执行"javah -jni com.woniu.Native.NativeCpp",运行结果如下：

此时，会在classes目录下生成"com_woniu_Native_NativeCpp.h"头文件，头文件内容如下：

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

#ifndef _Included_com_woniu_Native_NativeCpp
#define _Included_com_woniu_Native_NativeCpp
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_woniu_Native_NativeCpp
 * Method:    fun1
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_woniu_Native_NativeCpp_fun1
  (JNIEnv *, jobject);

/*
 * Class:     com_woniu_Native_NativeCpp
 * Method:    fun2
 * Signature: (II)I
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_woniu_Native_NativeCpp_fun2
  (JNIEnv *, jobject, jint, jint);

/*
 * Class:     com_woniu_Native_NativeCpp
 * Method:    fun3
 * Signature: (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_woniu_Native_NativeCpp_fun3
  (JNIEnv *, jobject, jstring, jstring);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

2.2 c++生成动态库

vs2010新建工程名为"JniDll"的win32控制台应用程序，win32应用程序向导界面选择 "DLL"

创建完成后，把2.1中生成的"com_woniu_Native_NativeCpp.h"头文件放入该工程，并把头文件中的#include <jni.h>改为 "jni.h"，
把JDK下include文件夹下的"jni.h"和include下win32文件夹下的"jni_md.h"头文件也一同放入创建的工程中。

工程目录如下：

编辑JniDll.cpp源码文件，实现头文件中的函数，如下：

/********************************************************
Copyright (C), 2016-2017,
FileName: 	jni
Author: 	woniu201
Email: 		wangpengfei.201@163.com
Created: 	2017/09/20
Description:Jni function
********************************************************/
#include "stdafx.h"
#include "com_woniu_Native_NativeCpp.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_woniu_Native_NativeCpp_fun1
	(JNIEnv *, jobject)
{
	printf("hello world\n");
}

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_woniu_Native_NativeCpp_fun2
	(JNIEnv *, jobject, jint a, jint b)
{
	return a + b;
}

char* jstringToChar(JNIEnv* env, jstring jstr) {
	char* rtn = NULL;
	jclass clsstring = env->FindClass("java/lang/String");
	jstring strencode = env->NewStringUTF("GB2312");
	jmethodID mid = env->GetMethodID(clsstring, "getBytes", "(Ljava/lang/String;)[B");
	jbyteArray barr = (jbyteArray) env->CallObjectMethod(jstr, mid, strencode);
	jsize alen = env->GetArrayLength(barr);
	jbyte* ba = env->GetByteArrayElements(barr, JNI_FALSE);
	if (alen > 0) {
		rtn = (char*) malloc(alen + 1);
		memcpy(rtn, ba, alen);
		rtn[alen] = 0;
	}
	env->ReleaseByteArrayElements(barr, ba, 0);
	return rtn;
}

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_woniu_Native_NativeCpp_fun3
	(JNIEnv *env, jobject, jstring url1, jstring url2)
{
	//jstringתchar*
	char* pUrl1 = jstringToChar(env, url1);
	char* pUrl2 = jstringToChar(env, url2);
	printf("url1 = %s\n", pUrl1);
	printf("url2 = %s\n", pUrl2);
}

我本机是64位系统，使用的是64位JDK，这里生成的动态库也要生成64位的库，否则调用的时候报如下错误：

编译生成解决方案，这时候会在工程根目录下，生成"x64文件夹"，Debug文件夹下会有动态库"JniDll.dll"

2.3 java调用dll

package com.woniu.jniDemo;

import com.woniu.Native.NativeCpp;

public class App 
{
    public static void main( String[] args )
    {
    	System.load("D:\\VS2010\\VC\\JniDll\\x64\\Debug\\JniDll.dll");
    	NativeCpp nativeCpp = new NativeCpp();
        nativeCpp.fun1();
        System.out.println(nativeCpp.fun2(3, 3));
        nativeCpp.fun3("www.baidu.com", "www.haoservice.cn");
    }
}

运行结果如下：

三.linux(CentOS)环境下java调用C++代码

3.1 编译环境

a.安装gcc和g++

  yum install gcc-c++

b.安装jdk
  去官网上下载jdk安装包，建议使用rpm安装包，会自动配置环境变量。安装完后如下：

  本机的安装目录为：/usr/java/jdk1.8.0_144/，不同版本可能不同。

这里一定要注意不能安装openjdk,因为openjdk没有include目录，编译时需要用到include目录的头文件。

3.2 制作动态库(so库)

a.创建文件夹"jniso",mkdir jniso。

b.把2.1中生成的头文件"com_woniu_Native_NativeCpp.h"拷贝过来,#include "jni.h"改为#include <jni.h>

c.新建jni.cpp源文件，添加如下代码：

#include <jni.h>
#include "com_woniu_Native_NativeCpp.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_woniu_Native_NativeCpp_fun1 (JNIEnv *, jobject)
{
        printf("hello world\n");
}

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_woniu_Native_NativeCpp_fun2
        (JNIEnv *, jobject, jint a, jint b)
{
        return a + b;
}

char* jstringToChar(JNIEnv* env, jstring jstr) {
        char* rtn = NULL;
        jclass clsstring = env->FindClass("java/lang/String");
        jstring strencode = env->NewStringUTF("GB2312");
        jmethodID mid = env->GetMethodID(clsstring, "getBytes", "(Ljava/lang/String;)[B");
        jbyteArray barr = (jbyteArray) env->CallObjectMethod(jstr, mid, strencode);
        jsize alen = env->GetArrayLength(barr);
        jbyte* ba = env->GetByteArrayElements(barr, JNI_FALSE);
        if (alen > 0) {
                rtn = (char*) malloc(alen + 1);
                memcpy(rtn, ba, alen);
                rtn[alen] = 0;
        }
        env->ReleaseByteArrayElements(barr, ba, 0);
        return rtn;
}

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_woniu_Native_NativeCpp_fun3
        (JNIEnv *env, jobject, jstring url1, jstring url2)
{
        char* pUrl1 = jstringToChar(env, url1);
        char* pUrl2 = jstringToChar(env, url2);
        printf("url1 = %s\n", pUrl1);
        printf("url2 = %s\n", pUrl2);
}

d.编译，生成动态库
g++ -fPIC -c jni.cpp -I /usr/java/jdk1.8.0_144/include/ -I /usr/java/jdk1.8.0_144/include/linux/
g++ -shared jni.o -o jni.so

3.3 java调用jni.so

import com.woniu.Native.NativeCpp;

public class App 
{
    public static void main( String[] args )
    {
    	//windows环境下加载库
    	//System.load("D:\\VS2010\\VC\\JniDll\\x64\\Debug\\JniDll.dll");
    	
    	//linux下加载库
    	System.load("/mnt/hgfs/svn/svn/Demo/jniso/jni.so");
    	
    	NativeCpp nativeCpp = new NativeCpp();
        nativeCpp.fun1();
        System.out.println(nativeCpp.fun2(3, 3));
        nativeCpp.fun3("www.baidu.com", "www.haoservice.cn");
    }
}

运行结果如下：

原文出处：Java架构师之路
原文链接：http://mp.weixin.qq.com/s/5lhW0SetijG1kujsIt0DGw
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