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JNI 简介、基本原理

2024-07-03 04:43:12   232人阅读

     JNI是Java Native Interface的缩写，中文为JAVA本地调用。从Java1.1开始，Java Native Interface(JNI)标准成为java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI一开始是为了本地已编译语言，尤其是C和C++而设计的，但是它并不妨碍你使用其他语言，只要调用约定受支持就可以了。

      使用java与本地已编译的代码交互，通常会丧失平台可移植性。但是，有些情况这样做是可以接受的，甚至是必须的。例如，使用一些旧的库，与硬件、操作系统进行交互，或者为了提高程序的性能。JNI标准至少保证本地代码能工作在任何Java 虚拟机实现下。

标准的java类库可能不支持你的程序所需的特性。或许你已经有了一个用其他语言写成的库或程序，而你希望在java程序中使用它。
你可能需要用底层语言实现一个小型的时间敏感代码，比如汇编，然后在你的java程序中调用这些功能。
      以下是具体步骤：

 编写带有native声明的方法的java类
·使用javac命令编译所编写的java类,然后使用javah + java类名生成扩展名为h的头文件
·使用C/C++实现本地方法
·将C/C++编写的文件生成动态连接库
·完成
示例：
HelloWorld.java：

package com.magc.jni;
      public class HelloWorld {
    static {
        System.loadLibrary("Hello");
    }

    public     native void DisplayHello();
    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        new HelloWorld().DisplayHello();
    }
}
进入src目录下，编译该JAVA类，
命令：javac ./com/magc/jni/HelloWorld.java
在该HelloWorld.java所在目录下生成HelloWorld.class
然后使用javah生成头文件，
命令：javah -jni com.magc.jni.HelloWorld
在当前目录下生成com_magc_jni_HelloWorld.h头文件，此文件供C、C++程序来引用并实现其中的函数

       HelloWorld.h：

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

#ifndef _Included_com_magc_jni_HelloWorld
#define _Included_com_magc_jni_HelloWorld
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_magc_jni_HelloWorld
 * Method:    DisplayHello
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_magc_jni_HelloWorld_DisplayHello
  (JNIEnv *, jobject);


#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

注：1)、此头文件是不需要用户编译的，直接供其它C、C++程序引用。
     2)、此头文件中的Java_com_magc_jni_HelloWorld_DisplayHello(JNIEnv *, jobject)方法，是将来与动态链接库交互的接口，并需要名字保持一致。

  jni_helloworldImpl.cpp：

#include <jni.h>
#include "com_magc_jni_HelloWorld.h"
    #include <stdio.h>
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_magc_jni_HelloWorld_DisplayHello
(JNIEnv *env, jobject obj)
{
    printf("From jni_helloworldImpl.cpp :");
    printf("Hello world ! \n");
    return;
}
此C++文件实现了上述头文件中的函数，注意方法函数名要保持一致。
编译生成动态库libHello.so,



应用场景

总结了一下，jni一般有以下一些应用场景
1.高性能 ，在一些情况下因为处理运算量非常大，为了获取高性能，直接使用java是不能胜任的，如：一些图形的处理
2.调用一些硬件的驱动或者一些软件的驱动，比如调用一些外部系统接口的驱动，如：读卡器的驱动，OCI驱动
3.需要使用大内存，远远超过jvm所能分配的内存，如：进程内Cache
4.调用C或者操作系统提供的服务，如：java调用搜索服务，其中搜索是由C/C++实现的，不过这个一般可以设计成更加通用的方式，比如soa的方式
所有这些场景的前提是牺牲了java代码的可移植性，不同的os，甚至版本都需要写不同版本的native实现

经测试jni实现方法比普通java方法快13~15倍。

参考：http://www.cnblogs.com/mandroid/archive/2011/06/15/2081093.html
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