实现"JAVA extern"

简介

在Java中，如果我们要使用外部的动态链接库（DLL）或者共享库（SO）文件，就需要使用到JNI（Java Native Interface）技术。通过JNI，我们可以在Java代码中调用C/C++编写的函数，从而实现与底层的交互。

本文将带领你了解并实现Java与外部库的交互，即"JAVA extern"。

流程

下面是整个流程的步骤概览：

flowchart TD
    A(定义native方法) --> B(生成头文件)
    B --> C(实现C/C++函数)
    C --> D(编译C/C++代码生成动态库)
    D --> E(使用System.loadLibrary加载动态库)
    E --> F(调用native方法)
    F --> G(运行Java代码)

接下来我们将详细介绍每一个步骤的内容。

步骤详解

1. 定义native方法

首先，在Java代码中定义一个native方法，该方法将在后续步骤中与外部库进行交互。在该方法上加上native关键字，表示该方法是一个本地方法。

public class NativeExample {
    public native void externalMethod();
}

2. 生成头文件

在命令行中进入到Java源代码所在的目录，然后使用javac命令编译该类，接着使用javah命令生成头文件。头文件将包含我们在Java代码中定义的native方法的声明。

$ javac NativeExample.java
$ javah -jni NativeExample

生成的头文件名为NativeExample.h，内容如下：

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

#ifndef _Included_NativeExample
#define _Included_NativeExample
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     NativeExample
 * Method:    externalMethod
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_NativeExample_externalMethod
  (JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

3. 实现C/C++函数

在C/C++源文件中实现externalMethod方法。此处以C语言为例。

#include "NativeExample.h"

JNIEXPORT void JNICALL Java_NativeExample_externalMethod(JNIEnv *env, jobject obj) {
    // 在这里实现与外部库的交互逻辑
}

4. 编译C/C++代码生成动态库

使用合适的编译器（如gcc）将C/C++源文件编译为动态库文件。编译命令如下所示：

$ gcc -I"$JAVA_HOME/include" -I"$JAVA_HOME/include/linux" -shared -o libnativeexample.so NativeExample.c

这将生成名为libnativeexample.so的动态库文件。

5. 使用System.loadLibrary加载动态库

在Java代码中使用System.loadLibrary方法加载动态库。在加载库之前，确保动态库文件（.so或.dll文件）位于Java虚拟机可以找到的位置，或者通过设置java.library.path系统属性指定库所在的路径。

public class NativeExample {
    static {
        System.loadLibrary("nativeexample");
    }

    public native void externalMethod();
}

6. 调用native方法

现在，我们可以在Java代码中调用native方法了。使用上述加载动态库的代码，我们可以直接调用externalMethod方法。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        NativeExample example = new NativeExample();
        example.externalMethod();
    }
}

类图

下面是相关类的类图表示：

classDiagram
    class NativeExample {
        +externalMethod()
    }
    class Main {
        +main(String[] args)
    }
    NativeExample --> Main

以上就是实现"JAVA extern"的完整流程。通过JNI，我们可以在Java中与外部库进行交互，从而拓展了Java的能力和灵活性。

希望本文能帮助你理解并成功实现"JAVA extern"，祝你编程愉快！