java交互界面是做软件的吗

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mob64ca1405a060 2024-09-10 16:06:24

文章标签 java交互界面是做软件的吗 java jni c++ dll 文章分类 Java 后端开发

1 简介

网上有很多教程，但是很多都没有一个完整的实例，我在学习的时候，踩了不少坑。
我们使用JNI的目的，无非就是想要用调用C++的接口，并且最好JAVA也能为C++提供一个接口（用于回调），这两个目的都很重要。尤其后面那个目的，如果要实现异步操作，那么java必须能给C++提供接口

2 类型的映射关系

JNI 它通过类型映射，把JAVA中的基本数据类型，映射到了C++中，这个映射关系记录在了jni.h文件里(该文件在JDK根路径/include下)
所以，在C++中，为了兼容JNI，你要尽量使用jni.h中定义的数据类型。
以下是映射关系（左侧为Java，右侧为jni.h中定义的）

boolean（布尔型）-》jboolean，无符号8个比特
byte(字节型) -》jbyte，有符号8个比特
char(字符型)-》char，无符号16个比特
short(短整型)-》jshort，有符号16个比特
int(整型)-》jint，有符号32个比特
long(长整型)-》jlong，有符号64个比特
float(浮点型)，jfloat，32个比特
double(双精度浮点型)-》jdouble，64个比特
void(空型)-》void，N/A

注意

在JAVA中，很多方法的形参是包装类型。在C++中，使用包装类型不与基本数据类型兼容！！！如果java方法中的形参是Integer，在C++中你不能使用 jint 来调用！你必须在C++中手动创建对象(jobect类型)！！创建对象挺麻烦的。。

3 一个实例

3.1 写JAVA的接口

在JAVA中新建一个工程，写一个Demo类。
注意包名和类名，在C++中写的方法会通过名称映射到指定的native方法上，比如C++ 中的Java_com_wu_jni_Demo_callback 方法指的是com.wu.jni.Demo 类中的callback方法。

package com.wu.jni;
public class Demo {
    public native void sayHello();
}

我们需要把该Demo.java文件手动编译一下。
打开文件的路径，打开命令提示行(CMD)，然后输入

javac Demo.java
cd 到src/main/java目录下
javap -p -s com.wu.jni.Demo
这里会得到com_wu_jni_Demo.h这个文件，这个文件后面我们要用到

3.2 写 C++ 接口

打开VS2019，新建一个DLL项目

不要勾选【将解决方案和项目放在同一目录中（D）】

新建好项目后，不要动自动创建的文件。
下面是关键了

将上面得到的com_wu_jni_Demo.h文件放入项目目录下
新建一个.cpp文件，名称随便起，需要调用#include "com_wu_jni_Demo.h"这个文件
还需要将【jdk根路径/include/jni.h】和【jdk根路径/include/win32/jni_md.h】这两个文件复制到项目中
将com_wu_jni_Demo.h 文件中的 #include <jni.h> 改为#include “jni.h”

编写刚才创建的.cpp文件

// MathLibrary.cpp : Defines the exported functions for the DLL. 
#include "pch.h" // use stdafx.h in Visual Studio 2017 and earlier 
#include <utility> 
#include <limits.h>
#include <iostream>
#include "com_wu_jni_Demo.h"
using namespace std;

//实现sayHello方法
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_wu_jni_Demo_sayHello(JNIEnv* env, jobject obj) {
        cout << "Hello World" << endl;
}

注意输出的模式，右键项目 - 生成
在解决方案/x64/Release下找到生成的.dll文件

3.3 编写java的入口

将上面生成的.dll文件放到我们的java项目的rescources文件夹下
接下来我们就可以在java中调用了

public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
        // 获取Dll的路径，这里的写法是为了兼容中文路径。
        // 但是不建议项目路径中有中文
        URL url = Demo.class.getResource("/JniDll.dll");
        String filePath = URLDecoder.decode(url.getPath(), "utf8");
        // 加载DLL文件，加载后native方法自动就有实现了
        System.load(filePath);
        //System.loadLibrary("Win32Project1");
        Demo demo = new Demo();
        demo.sayHello();
    }

如果控制台打印出了消息，那么恭喜你！你成功了！

4 C++中使用jobject对象

jobject 对应 java 中的对象。在native方法中，只要不是基本数据类型的形参或返回值，都会被变成jobject对象，以便在C++中使用。
但是使用它比较繁琐。。。。
让我们在java中新创建两个native方法

package com.wu.jni;

import java.util.function.Function;

public class Demo {
    public native void sayHello();

    public native void add(int a,double b);

    public native void callback(Function<Integer,Integer> fun);
}

还是按照刚才的套路，通过 javac Demo.java 获得.class文件
在通过src\main\java路径下，通过 javap -s -p com.wu.jni.Demo 生成com_wu_jni_Demo.h文件
将文件中的内容复制，粘贴到刚才VS2019DLL项目中的com_wu_jni_Demo.h文件里
在DLL项目的.cpp文件中，我们新增两个方法

// MathLibrary.cpp : Defines the exported functions for the DLL. 
#include "pch.h" // use stdafx.h in Visual Studio 2017 and earlier 
#include <utility> 
#include <limits.h>
#include <iostream>
#include "com_wu_jni_Demo.h"
using namespace std;

//实现sayHello方法
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_wu_jni_Demo_sayHello(JNIEnv*, jobject) {
	cout << "Hello World" << endl;
}

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_wu_jni_Demo_add(JNIEnv*, jobject, jint a, jdouble b) {
	cout << a << endl;
	cout << b << endl;
}


JNIEXPORT void JNICALL Java_com_wu_jni_Demo_callback(JNIEnv* env, jobject, jobject call) {
	// 找到对应的class
	// 必须是全限定类名
	jclass cls = env->FindClass("java/util/function/Function");
	// 为参数创建实例
	// Integer类
	jclass cls2 = env->FindClass("java/lang/Integer");
	// 找到构造方法
	// 【参数1】类
	// 【参数2】构造方法的名统一为：<init>
	// 【参数3】需要通过java -s -p 类的全限定类名，来获取
	jmethodID param1_mid = env->GetMethodID(cls2, "<init>", "(I)V");
	jint param1Temp = 10;
	// 有参构造对象
	jobject param1 = env->NewObject(cls2, param1_mid, param1Temp);
	// 无参构造对象
	//jobject param1 = env->AllocObject(cls2);
	// 找到对应的方法
	// 【参数1】类
	// 【参数2】类中的方法
	// 【参数3】方法签名，可以用javap -s -p 全限定类名，获取到
	jmethodID mid = env->GetMethodID(cls, "apply", "(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;");
	// 调用对应的方法
	// 【参数1】类实例
	// 【参数2】方法ID
	// 【后续的参数】给定的形参，这个形参不能随便填，必须对应JAVA中的实例。
	env->CallObjectMethod(call, mid, param1);
}

然后生成解决方案
将生成的DLL文件放到JAVA项目的rescourses目录下，加载它，调用对应的类方法即可

public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
    // 获取路径
    URL url = Demo.class.getResource("/JniDll.dll");
    String filePath = URLDecoder.decode(url.getPath(), "utf8");
    System.load(filePath);
    //System.loadLibrary("Win32Project1");
    Demo demo = new Demo();
    demo.sayHello();
    demo.add(10,15 );
    demo.callback(param1->{
    	System.out.println("猜猜我是几？" + param1);
        System.out.println("啊哈哈哈哈");
        return null;
    });
    System.out.println("哈哈");
}

5 后记

第4节中体现了jobject的创建过程，以及调用它对应方法的过程。
关于方法签名
让我们来看看Function的方法签名

javap -s -p java.util.function.Function

Compiled from "Function.java"
public interface java.util.function.Function<T, R> {
  public abstract R apply(T);
    descriptor: (Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object; // 这里是我们需要的

  public <V> java.util.function.Function<V, R> compose(java.util.function.Function<? super V, ? extends T>);
    descriptor: (Ljava/util/function/Function;)Ljava/util/function/Function;

  public <V> java.util.function.Function<T, V> andThen(java.util.function.Function<? super R, ? extends V>);
    descriptor: (Ljava/util/function/Function;)Ljava/util/function/Function;

  public static <T> java.util.function.Function<T, T> identity();
    descriptor: ()Ljava/util/function/Function;

  private static java.lang.Object lambda$identity$2(java.lang.Object);
    descriptor: (Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;

  private java.lang.Object lambda$andThen$1(java.util.function.Function, java.lang.Object);
    descriptor: (Ljava/util/function/Function;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;

  private java.lang.Object lambda$compose$0(java.util.function.Function, java.lang.Object);
    descriptor: (Ljava/util/function/Function;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
}

让我们来看看 Integer 的方法签名

javap -s -p java.lang.Integer

Compiled from "Integer.java"
public final class java.lang.Integer extends java.lang.Number implements java.lang.Comparable<java.lang.Integer> {
  public static final int MIN_VALUE;
    descriptor: I
  public static final int MAX_VALUE;
    descriptor: I
  public static final java.lang.Class<java.lang.Integer> TYPE;
    descriptor: Ljava/lang/Class;
  static final char[] digits;
    descriptor: [C
  static final char[] DigitTens;
    descriptor: [C
  static final char[] DigitOnes;
    descriptor: [C
  static final int[] sizeTable;
    descriptor: [I
  private final int value;
    descriptor: I
  public static final int SIZE;
    descriptor: I
  public static final int BYTES;
    descriptor: I
  private static final long serialVersionUID;
    descriptor: J
  public static java.lang.String toString(int, int);
    descriptor: (II)Ljava/lang/String;

  public static java.lang.String toUnsignedString(int, int);
    descriptor: (II)Ljava/lang/String;

  public static java.lang.String toHexString(int);
    descriptor: (I)Ljava/lang/String;

  public static java.lang.String toOctalString(int);
    descriptor: (I)Ljava/lang/String;

  public static java.lang.String toBinaryString(int);
    descriptor: (I)Ljava/lang/String;

  private static java.lang.String toUnsignedString0(int, int);
    descriptor: (II)Ljava/lang/String;

  static int formatUnsignedInt(int, int, char[], int, int);
    descriptor: (II[CII)I

  public static java.lang.String toString(int);
    descriptor: (I)Ljava/lang/String;

  public static java.lang.String toUnsignedString(int);
    descriptor: (I)Ljava/lang/String;

  static void getChars(int, int, char[]);
    descriptor: (II[C)V

  static int stringSize(int);
    descriptor: (I)I

  public static int parseInt(java.lang.String, int) throws java.lang.NumberFormatException;
    descriptor: (Ljava/lang/String;I)I

  public static int parseInt(java.lang.String) throws java.lang.NumberFormatException;
    descriptor: (Ljava/lang/String;)I

  public static int parseUnsignedInt(java.lang.String, int) throws java.lang.NumberFormatException;
    descriptor: (Ljava/lang/String;I)I

  public static int parseUnsignedInt(java.lang.String) throws java.lang.NumberFormatException;
    descriptor: (Ljava/lang/String;)I

  public static java.lang.Integer valueOf(java.lang.String, int) throws java.lang.NumberFormatException;
    descriptor: (Ljava/lang/String;I)Ljava/lang/Integer;

  public static java.lang.Integer valueOf(java.lang.String) throws java.lang.NumberFormatException;
    descriptor: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Integer;

  public static java.lang.Integer valueOf(int);
    descriptor: (I)Ljava/lang/Integer;

  public java.lang.Integer(int);
    descriptor: (I)V // 这里是我们需要的

  public java.lang.Integer(java.lang.String) throws java.lang.NumberFormatException;
    descriptor: (Ljava/lang/String;)V

  public byte byteValue();
    descriptor: ()B

  public short shortValue();
    descriptor: ()S

  public int intValue();
    descriptor: ()I

  public long longValue();
    descriptor: ()J

  public float floatValue();
    descriptor: ()F

  public double doubleValue();
    descriptor: ()D

  public java.lang.String toString();
    descriptor: ()Ljava/lang/String;

  public int hashCode();
    descriptor: ()I

  public static int hashCode(int);
    descriptor: (I)I

  public boolean equals(java.lang.Object);
    descriptor: (Ljava/lang/Object;)Z

  public static java.lang.Integer getInteger(java.lang.String);
    descriptor: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Integer;

  public static java.lang.Integer getInteger(java.lang.String, int);
    descriptor: (Ljava/lang/String;I)Ljava/lang/Integer;

  public static java.lang.Integer getInteger(java.lang.String, java.lang.Integer);
    descriptor: (Ljava/lang/String;Ljava/lang/Integer;)Ljava/lang/Integer;

  public static java.lang.Integer decode(java.lang.String) throws java.lang.NumberFormatException;
    descriptor: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Integer;

  public int compareTo(java.lang.Integer);
    descriptor: (Ljava/lang/Integer;)I

  public static int compare(int, int);
    descriptor: (II)I

  public static int compareUnsigned(int, int);
    descriptor: (II)I

  public static long toUnsignedLong(int);
    descriptor: (I)J

  public static int divideUnsigned(int, int);
    descriptor: (II)I

  public static int remainderUnsigned(int, int);
    descriptor: (II)I

  public static int highestOneBit(int);
    descriptor: (I)I

  public static int lowestOneBit(int);
    descriptor: (I)I

  public static int numberOfLeadingZeros(int);
    descriptor: (I)I

  public static int numberOfTrailingZeros(int);
    descriptor: (I)I

  public static int bitCount(int);
    descriptor: (I)I

  public static int rotateLeft(int, int);
    descriptor: (II)I

  public static int rotateRight(int, int);
    descriptor: (II)I

  public static int reverse(int);
    descriptor: (I)I

  public static int signum(int);
    descriptor: (I)I

  public static int reverseBytes(int);
    descriptor: (I)I

  public static int sum(int, int);
    descriptor: (II)I

  public static int max(int, int);
    descriptor: (II)I

  public static int min(int, int);
    descriptor: (II)I

  public int compareTo(java.lang.Object);
    descriptor: (Ljava/lang/Object;)I

  static {};
    descriptor: ()V
}

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