android public static 调取public void public static native void

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岁月静好呀 2023-12-26 21:11:15
文章标签 java native static Java g++ java 文章分类 Android 移动开发
1、编写Java代码
//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));
}
}
上面代码中声明了两个本地化方法：
public native static void Hello();
public native static int echo(int num);
注意它们都使用关键字native，这说明这两个方法并不是用Java代码实现的，它们来源于本地库的实现，例如，在dll动态链接库文件中。
使用下面代码导入动态链接库文件C:/JavaNativeForC.dll，我们的两个本地化方法就在该文件中实现：
System.load("C:" + File.separator + "JavaNativeForC.dll");
后面就是用这两个方法进行操作。
2、编译Java代码
javac Native.java
javah -jni Native
从而生成一个名为Native.h的头文件：
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include 
/* 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
这个头文件中可以看见我们声明的两个Java本地化方法
public native static void Hello();
public native static int echo(int num);
对应C++的声明：
JNIEXPORT void JNICALL Java_Native_Hello(JNIEnv *, jclass);
JNIEXPORT jint JNICALL Java_Native_echo(JNIEnv *, jclass, jint);
我们只要实现这两个方法即可
3、创建DLL项目
在VS2017中，点击：文件 - 新建 - 项目 - 动态链接库(DLL)
4、导入必要头文件
这里需要用到三个头文件：javah命令生成的Native.h文件、JDK中的JNI支持头文件jni.h、jni_md.h。后面这两个文件分别位于%JAVA_HOME%/include以及%JAVA_HOME%/include/win32中，在命令行中输入echo %JAVA_HOME%就能显示出%JAVA_HOME%的具体地址，在我的机子上是
C:\Users\Berlin>echo %JAVA_HOME%
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102
将这三个头文件复制到DLL项目目录下，然后在头文件 - 添加 - 现有项
把目录下的这三个头文件导入进来，并且将Native.h开头的#include 改为#include "jni.h"。
5、编写方法
任意创建一个cpp源文件，将我们的方法写入。这个源文件需要包含Native.h：
#include "Native.h"
由于VS2017已经为我生成了一个名为JavaNativeForC.cpp的头文件，我可以直接编写：
// JavaNativeForC.cpp: 定义 DLL 应用程序的导出函数。
//
#include "stdafx.h"
#include
#include "Native.h"
using namespace std;
/*======方法实现，来源于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
没有什么问题，右键项目 - 生成：
请注意，要设置是x86还是x64，要和本机机型匹配：
然后生成成功后，在项目目录下的x64/debug可以找到名为JavaNativeForC.dll动态链接库文件。我们将该文件复制到目的地址：因为我们在Java代码中写了System.load("C:" + File.separator + "JavaNativeForC.dll");，所以要将JavaNativeForC.dll放在C:/下
6、运行字节码文件
现在，使用
java Native
运行字节码文件，即可成功：
> java Native
Hello World
30
更新：
Java代码：
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
}
}
关于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)导入本地库，则libname不能有任何平台特用前缀、文件拓展名或者路径。这和System.load不同，后者需要指明完整路径。
生成的HelloJNI.h文件如下：
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include 
/* 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中是一个类方法而不是静态方法，所以头文件的函数签名的第二个参数类型是jobject而不是jclass。
接下来只要实现这个方法，为此创建HelloJNI.c的文件：
#include 
#include 
#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;
}
然后将这两个文件HelloJNI.c、HelloJNI.h编译为动态链接库。
可以使用下面的分步编译：
$ 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
路径C:/Program Files/Java/jdk1.8.0_102实际上是%JAVA_HOME%，参数-I指定头文件路径，这样就编译出了HelloJNI.o文件，然后再将该文件编译为DLL文件：
$ gcc -Wl,--add-stdcall-alias -shared -o hello.dll HelloJNI.o
-shared表示编译为dll。
然后我们可以使用命令nm hello.dll | grep say来查看生成的dll文件内的函数定义：
$ nm hello.dll | grep say
0000000062401430 T Java_HelloJNI_sayHello
这个函数签名是符合头文件中的定义的。如果我们使用g++来代替上面上的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
发现这个函数签名非常奇怪，它将参数类型作为后缀连接到原函数名后了。显然它与头文件中声明的方法签名完全不同。如果这时运行java字节码，就会得出找不到方法，尽管此时dll确实存在：
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)
这是因为，后缀为.c的，gcc把它当作是C程序，而g++当作是C++程序；后缀为.cpp的，两者都会认为是C++程序。在这里，g++将HelloJNI.c中的方法当做C++来编译了。C++和C有个不同就是，C++支持函数重载，而C不支持。C++的函数重载使得编译后方法签名包含了参数类型，如Java_HelloJNI_sayHello(JNIEnv *, jobject)这样的方法，编译后它的方法名就变成了_Z22Java_HelloJNI_sayHelloP7JNIEnv_P8_jobject。
而同时，从javah生成的头文件可以看到有一个宏判断语句：
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
这就说要求编译器将头文件中的方法按照C来编译，这样编出的方法名就没有乱七八糟的类型后缀，只是单纯的Java_HelloJNI_sayHello。由于头文件和实现文件的函数签名不同，所以java运行时在dll中就找不到Java_HelloJNI_sayHello方法的具体实现了。
也可以一次性编译到位：
$ 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：
两者都可以编译C和C++代码。后缀为.c的，gcc把它当作是C程序，而g++当作是C++程序；后缀为.cpp的，两者都会认为是C++程序。在这里，g++将HelloJNI.c中的方法当做C++来编译了。
编译阶段，g++会调用gcc，对于C++代码，两者是等价的，但是因为gcc命令 不能 自动和C++程序使用的库联接，所以通常用g++来完成链接，为了统一起见，干脆编译/链接统统用g++了，这就给人一种错觉，好像cpp程序只能用G++似的。
宏·__cplusplus只是标志着编译器将会把代码按C还是C++语法来解释，如上所述，如果后缀为.c，并且采用gcc编译器，则该宏就是未定义的，否则，就是已定义。
编译可以用gcc/g++，而链接可以用g++或者gcc -lstdc++。因为gcc命令不能自动和C++程序使用的库联接，所以通常使用g++来完成联接。但在编译阶段，g++会自动调用gcc，二者等价。
无论是gcc还是g++ ，用extern "C"时，都是以C的命名方式来为符号命名，否则，都以C++方式命名。
附B:
JAVA不同方法的C语言签名：
以下是自定义Java类JNI中不同native方法以及其对应的C语言签名：
/*
* 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();
其规律是：
如果是静态方法，则传入参数是 (JNIEnv *, jclass);，如果是类方法则是(JNIEnv *, jobject);
方法名具有格式为Java__
如果方法名中有下划线，就会在下划线之前添加1前缀作为转义字符
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