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使用GCJ编译Java程序供Matlab调用Java对象方法实践

2024-07-22 12:56:06   221人阅读

1 引言

以Matlab作为开发平台，进行数值计算，具有直接、高效的特点。

然而，在面向对象程序设计方面，现有的Matlab支持特性在开发和运行效率上并不高。

将Java语言面向对象及其平台特性引入Matlab，能够拓展其模型表达能力与手段。此外，Java本身的特性，也决定了其具有良好的开发性能。

与C语言编写mex动态链接库的开发目的不同（mex主要以速度见长），基于Java的matlab扩展能为matlab带来更大的灵活性。甚至于，Java平台下更多的类库，能够丰富matlab平台功能。

2 Java编译器的选择

    测试平台：麒麟14.04 64bits

    Matlab版本：13a

    Java环境：Oracle sun jdk8 和 Gnu gcj


搜索了网络上的参考资料，其中，就Matlab中java静态和动态类搜索路径的设置阐述得多，但具体使用jdk8实验都没有成功——当加载自定义类的时候，matlab报错

<span style="color:#3333FF;">>> d = javaObject('Dog')</span>
A Java exception occurred trying to load the Dog class:
Java exception occurred:
java.lang.UnsupportedClassVersionError: Dog : <span style="color:#FF0000;">Unsupported major.minor version 52.0</span>
    at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)
    at java.lang.ClassLoader.defineClass(Unknown Source)
    at java.security.SecureClassLoader.defineClass(Unknown Source)
    at java.net.URLClassLoader.defineClass(Unknown Source)
    at java.net.URLClassLoader.access$000(Unknown Source)
    at java.net.URLClassLoader$1.run(Unknown Source)
    at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)
    at java.net.URLClassLoader.findClass(Unknown Source)
    at java.lang.ClassLoader.loadClass(Unknown Source)
    at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Unknown Source)
    at java.lang.ClassLoader.loadClass(Unknown Source)
    at java.lang.ClassLoader.loadClassInternal(Unknown Source)
    at java.lang.Class.forName0(Native Method)
    at java.lang.Class.forName(Unknown Source)
    at com.mathworks.jmi.OpaqueJavaInterface.findClass(OpaqueJavaInterface.java:470) 
Error using javaObject
No class Dog can be located on the Java class path
分析，主要原因是Java版本过高，与Matlab所使用的Java版本不适应。


查看Matlab中的Java版本

>> version -java

ans =

Java 1.6.0_17-b04 with Sun Microsystems Inc. Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM mixed mode


经javac -target 1.6 xxx.java测试，显示javac: 目标发行版 1.6 与默认的源发行版 1.8 冲突; 无法使用当前javac编译器产生Matlab需要版本的类。


鉴于一些帖子中提到使用GNU gcj编译器，故安装该编译器测试：

安装方法为：

sudo apt-get install gcj-jdk

安装后gcj-jdk版本为4.8

3 使用gcj-jdk编译Java类

3.1 测试代码Dog.java

class Dog {
  private String name;
  private Integer count;
  
  public Dog() {
  	name = null;
  	count = 0; 
  }
  
  public Dog(String aname) {
  	count = 0;
  	name = aname;
  }
  
  public String getName() {
  	count++;
  	return name + "_" + count.toString();
  }
  
  public void setName(String newName) {
  	name = newName;
  }
  
  public static void main(String[] args) {
    Dog d = new Dog("martin chen");
    System.out.println(d.getName());
  }
}
为便于调试和在Matlab中测试，没有使用package。


3.2 代码编译

gcj -C Dog.java

产生了Dog.class

压缩Dog.class到Dog.jar，为了简化操作，不写manifest.mf文件，直接压缩

jar cvf Dog.jar Dog.class

3.3 Matlab中Java类搜索路径设置

1) 查看Matlab中现有的类路径命令，可以看到其内置可加载的Java类以及动态类加载信息

javaclasspath

信息如下：

>> javaclasspath

		STATIC JAVA PATH

	/usr/local/MATLAB/R2013a/java/patch                                                       
	/usr/local/MATLAB/R2013a/java/jarext/jaxen.jar                                            
	/usr/local/MATLAB/R2013a/java/jarext/xstream.jar                                          
省略...            
	/usr/local/MATLAB/R2013a/java/jarext/commons-io.jar                                       
	/usr/local/MATLAB/R2013a/java/jar/toolbox/dastudio.jar                                    
	/usr/local/MATLAB/R2013a/java/jarext/freehep-util.jar                                     
	/usr/local/MATLAB/R2013a/java/jarext/RXTXcomm.jar                                         
	/usr/local/MATLAB/R2013a/java/jar/instutil.jar                                            
	/usr/local/MATLAB/R2013a/java/jar/toolbox/instrument.jar                                  
	/usr/local/MATLAB/R2013a/java/jarext/openxml4j.jar                                                                                         

		DYNAMIC JAVA PATH

		<empty>

2) 在Matlab中查看静态路径存储文件的位置

which classpath.txt

结果：

/usr/local/MATLAB/R2013a/toolbox/local/classpath.txt

3) 编辑该classpath.txt，添加Dog.jar到静态路径中

sudo gedit /usr/local/MATLAB/R2013a/toolbox/local/classpath.txt

在文件尾添加

/home/your_username/matlab_java/Dog.jar

4) 在Matlab中测试Dog

>> d1 = javaObject('Dog', 'martin')
 
d1 =
 
Dog@58d6147e
 
>> d1.setName('程序')
>> d1.getName()
 
ans =
 
程序_1
 
>> d1.getName()
 
ans =
 
程序_2
 
>> d1.getName()
 
ans =
 
程序_3
 
>> d2 = javaObject('Dog')
 
d2 =
 
Dog@58762acf
 
>> d2.getName()
 
ans =
 
null_1

说明：d1和d2创建时，分别调用了Dog的两种构造函数。

测试结果表明，Java类被正确加载和调用了。

5）在Matlab中动态加载类并调用它

开发过程中，由于需要不断修改代码，故调试期间，可采用动态加载方式，加载用户自定义类。

重新编辑classpath.txt文件，去除Dog.jar的加载信息。

在Matlab中运行以下命令：

>> javaaddpath('/home/your_username/documents/matlab_java/Dog.jar')
>> d = javaObject('Dog', 'martin')
 
d =
 
Dog@65fe58e0
 
>> d.getName()
 
ans =
 
martin_1
实验结果也说明Dog被正确加载和调用。

6) 查看Dog类的可用方法

>> methods Dog

Methods for class Dog:

Dog        getClass   hashCode   notify     setName    wait       
equals     getName    main       notifyAll  toString

Ok，经过上述实验，大家终于可以放心和自由地在Matlab中使用Java了。

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