Linux上从Java程序中调用C函数

Posted 2020-08-25 D调的华丽呢

Java平台有一个用于和本地C、C++代码进行互操作的API，称为Java本地接口（JNI）。本文将举例讨论Linux平台下的JNI编程。

　　原则上来说，“100%纯Java”的解决方法是最好的，但有些情况下必须使用本地方法。特别是在以下三种情况：

• 需要访问Java平台无法访问的系统特性和设备；
• 通过基准测试，发现Java代码比其他语言编写的等价代码慢得多；
• 其他语言编写的代码已经经过大量测试和调试，并且知道如何将其导出到所有的目标平台上。

　　Java平台有一个用于和本地C、C++代码进行互操作的API，称为Java本地接口（JNI）。下面将举例讨论Linux平台下的JNI编程。

1. 创建java类文件

　　创建一个nativeTest包，在包下新建HelloNative.java文件。

 1 package nativeTest;
 2 
 3 /**
 4  * Created by jiax on 2016/12/30.
 5  */
 6 public class HelloNative {
 7     // 静态初始化代码块，保证虚拟机在第一次使用该类时就会装载库
 8     static {
 9         System.loadLibrary( "HelloNative" );
10     }
11 
12     // native 关键字表示本地方法，提醒编译器该方法将在外部定义
13     public static native void greeting();
14 
15     // 测试greeting()函数
16     public static void main(String[] args) {
17         greeting();
18     }
19 }

2. 生成.h头文件

　　使用以下命令生成一个C的头文件，nativeTest_HelloNative.h

1 javac HelloNative.java
2 cd ..
3 javah nativeTest.HelloNative

　　生成的nativeTest_HelloNative.h如下：

 1 /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
 2 #include <jni.h>
 3 /* Header for class nativeTest_HelloNative */
 4 
 5 #ifndef _Included_nativeTest_HelloNative
 6 #define _Included_nativeTest_HelloNative
 7 #ifdef __cplusplus
 8 extern "C" {
 9 #endif
10 /*
11  * Class:     nativeTest_HelloNative
12  * Method:    greeting
13  * Signature: ()V
14  */
15 JNIEXPORT void JNICALL Java_nativeTest_HelloNative_greeting
16   (JNIEnv *, jclass);
17 
18 #ifdef __cplusplus
19 }
20 #endif
21 #endif

nativeTest_HelloNative.h

　　这个文件是在nativeTest文件夹外生成的，需要拖到nativeTest文件夹里面。　　

3. 创建.c文件

　　新建一个HelloNative.c文件，写出greeting()函数的实现代码。

1 #include <stdio.h>
2 #include "nativeTest_HelloNative.h"
3 
4 JNIEXPORT void JNICALL Java_nativeTest_HelloNative_greeting(JNIEnv *env, jobject c1) {
5     printf("Hello Native!!\\n");
6 }

4. 编译一个动态链接库

　　使用Linux下的gcc编译器，命令如下：

gcc -fPIC -I $JAVA_HOME/include -I $JAVA_HOME/include/linux -shared -o libHelloNative.so HelloNative.c

　　生成libMyNative.so文件，此时整个nativeTest目录文件结构如下：

5. 运行测试

　　输入如下命令运行HelloNative.class文件。

java nativeTest.HelloNative 

　　如果出现如下错误：

　　则需要把libHelloNative.so所在文件夹加入java.library.path，使用命令：

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:..../nativeTest

　　最终结果如下。

 6 总结

　　总的来说，将一个本地方法链接到Java程序中需要经过以下5个步骤：

1. 在Java类中声明一个本地方法；
2. 运行javah以获得包含该方法的C声明的头文件；
3. 用C实现该本地方法；
4. 将代码置于共享类库中；
5. 在Java程序中加载该类库。

附录——本文中用到的工具版本

JDK——1.8.0_111

gcc——4.8.5