JNI其實是Java Native Interface的簡稱,也就是java本地接口,。它提供了若干的API實現(xiàn)了和Java和其他語言的通信（主要是C&C++）,。也許不少人覺 得Java已經(jīng)足夠強大,，為什么要需要JNI這種東西呢,？我們知道Java是一種平臺無關(guān)性的語言,，平臺對于上層的java代碼來說是透明的，所以在多數(shù) 時間我們是不需要JNI的,，但是假如你遇到了如下的三種情況之一呢,？

1. 你的Java代碼,，需要得到一個文件的屬性。但是你找遍了JDK幫助文檔也找不到相關(guān)的API,。
2. 在本地還有一個別的系統(tǒng),，不過他不是Java語言實現(xiàn)的，這個時候你的老板要求你把兩套系統(tǒng)整合到一起,。
3. 你的Java代碼中需要用到某種算法,，不過算法是用C實現(xiàn)并封裝在動態(tài)鏈接庫文件（DLL）當中的。
   

對于上述的三種情況,，如果沒有JNI的話,，那就會變得異常棘手了。就算找到解決方案了,，也是費時費力。其實說到底還是會增加開發(fā)和維護的成本,。

說了那么多一通廢話,，現(xiàn)在進入正題?？催^JDK源代碼的人肯定會注意到在源碼里有很多標記成native的方法,。這些個方法只有方法簽名但是沒有方 法體。其實這些naive方法就是我們說的 java native interface,。他提供了一個調(diào)用（invoke）的接口,，然后用C或者C++去實現(xiàn)。我們首先來編寫這個“橋梁”.我自己的開發(fā)環(huán)境是 j2sdk1.4.2_15 + eclipse 3.2 + VC++ 6.0,，先在eclipse里建立一個HelloFore的Java工程,，然后編寫下面的代碼。

package com.chnic.jni;
public class SayHellotoCPP {
public SayHellotoCPP(){
}
public native void sayHello(String name);
}

 一般的第一個程序總是HelloWorld,。今天換換口味,，把world換成一個名字。我的native本地方法有一個String的參數(shù),。會傳 遞一個name到后臺去,。本地方法已經(jīng)完成，現(xiàn)在來介紹下javah這個方法,，接下來就要用javah方法來生成一個相對應的.h頭文件,。

javah是一個專門為JNI生成頭文件的一個命令。CMD打開控制臺之后輸入javah回車就能看到j(luò)avah的一些參數(shù),。在這里就不多介紹 我們要用的是 -jni這個參數(shù),，這個參數(shù)也是默認的參數(shù)，他會生成一個JNI式的.h頭文件,。在控制臺進入到工程的根目錄,，也就是HelloFore這個目錄，然后輸 入命令,。

javah -jni com.chnic.jni.SayHellotoCPP

命令執(zhí)行完之后在工程的根目錄就會發(fā)現(xiàn)com_chnic_jni_SayHellotoCPP.h 這個頭文件,。在這里有必要多句嘴，在執(zhí)行javah的時候,，要輸入完整的包名+類名,。否則在以后的測試調(diào)用過程中會發(fā)生java.lang.UnsatisfiedLinkError這個異常,。

到這里java部分算是基本完成了，接下來我們來編寫后端的C++代碼,。（用C也可以,，只不過cout比printf用起來更快些，所以這里俺偷下 懶用C++）打開VC++首先新建一個Win32 Dynamic-Link library工程,，之后選擇An empty DLL project空工程,。在這里我C++的工程是HelloEnd，把剛剛生成的那個頭文件拷貝到這個工程的根目錄里,。隨便用什么文本編輯器打開這個頭文 件,，發(fā)現(xiàn)有一個如下的方法簽名。

/*
* Class:     com_chnic_jni_SayHellotoCPP
* Method:    sayHello
* Signature: (Ljava/lang/String;)V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_chnic_jni_SayHellotoCPP_sayHello
(JNIEnv *, jobject, jstring);

仔細觀察一下這個方法,，在注釋上標注類名,、方法名、簽名（Signature）,，至于這個簽名是做什么用的,，我們以后再說。在這里最重要的是 Java_com_chnic_jni_SayHellotoCPP_sayHello這個方法簽名,。在Java端我們執(zhí)行 sayHello(String name)這個方法之后,，JVM就會幫我們喚醒在DLL里的Java_com_chnic_jni_SayHellotoCPP_sayHello這個方 法。因此我們新建一個C++ source file來實現(xiàn)這個方法,。

#include <iostream.h>
#include "com_chnic_jni_SayHellotoCPP.h"
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_chnic_jni_SayHellotoCPP_sayHello
(JNIEnv* env, jobject obj, jstring name)
{
const char* pname = env->GetStringUTFChars(name, NULL);
cout << "Hello, " << pname << endl;
}

因為我們生成的那個頭文件是在C++工程的根目錄不是在環(huán)境目錄,，所以我們要把尖括號改成單引號，至于VC++的環(huán)境目錄可以在 Tools->Options->Directories里設(shè)置,。F7編譯工程發(fā)現(xiàn)缺少jni.h這個頭文件,。這個頭文件可以 在%JAVA_HOME%\include目錄下找到。把這個文件拷貝到C++工程目錄,，繼續(xù)編譯發(fā)現(xiàn)還是找不到,。原來是因為在我們剛剛生成的那個頭文件 里，jni.h這個文件是被 #include <jni.h>引用進來的,，因此我們把尖括號改成雙引號#include "jni.h",，繼續(xù)編譯發(fā)現(xiàn)少了jni_md.h文件，接著在%JAVA_HOME%\include\win32下面找到那個頭文件,，放入到工程根目 錄,，F(xiàn)7編譯成功。在Debug目錄里會發(fā)現(xiàn)生成了HelloEnd.dll這個文件,。

這個時候后端的C++代碼也已經(jīng)完成，接下來的任務(wù)就是怎么把他們連接在一起了,，要讓前端的java程序“認識并找到”這個動態(tài)鏈接庫,，就必須把這個DLL放在windows path環(huán)境變量下面,。有兩種方法可以做到：

1. 把這個DLL放到windows下面的sysytem32文件夾下面，這個是windows默認的path
2. 復制你工程的Debug目錄,，我這里是C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\MyProjects\HelloEnd\Debug這個目錄,，把這個目錄配置到User variable的Path下面。重啟eclipse,，讓eclipse在啟動的時候重新讀取這個path變量,。

比較起來，第二種方法比較靈活,，在開發(fā)的時候不用來回copy dll文件了,，節(jié)省了很多工作量，所以在開發(fā)的時候推薦用第二種方法,。在這里我們使用的也是第二種,，eclipse重啟之后打開 SayHellotoCPP這個類。其實我們上面做的那些是不是是讓JVM能找到那些DLL文件,，接下來我們要讓我們自己的java代碼“認識”這個動態(tài) 鏈接庫,。加入System.loadLibrary("HelloEnd");這句到靜態(tài)初始化塊里。

package com.chnic.jni;
public class SayHellotoCPP {
static{
System.loadLibrary("HelloEnd");
}
public SayHellotoCPP(){
}
public native void sayHello(String name);
}

這樣我們的代碼就能認識并加載這個動態(tài)鏈接庫文件了,。萬事俱備,，只欠測試代碼了，接下來編寫測試代碼,。

		SayHellotoCPP shp = new SayHellotoCPP();
shp.sayHello("World");

我們不讓他直接Hello,，World。我們把World傳進去,，執(zhí)行代碼,。發(fā)現(xiàn)控制臺打印出來Hello, World這句話。就此一個最簡單的JNI程序已經(jīng)開發(fā)完成,。也許有朋友會對CPP代碼里的

	const char* pname = env->GetStringUTFChars(name, NULL);

 這句有疑問,，這個GetStringUTFChars就是JNI給developer提供的API，我們以后再講,。在這里不得不多句嘴,。

1. 因為JNI有一個Native這個特點，一點有項目用了JNI,，也就說明這個項目基本不能跨平臺了,。
2. JNI調(diào)用是相當慢的，在實際使用的之前一定要先想明白是否有這個必要,。
3. 因為C++和C這樣的語言非常靈活,，一不小心就容易出錯，比如我剛剛的代碼就沒有寫析構(gòu)字符串釋放內(nèi)存,，對于java developer來說因為有了GC 垃圾回收機制,，所以大多數(shù)人沒有寫析構(gòu)函數(shù)這樣的概念,。所以JNI也會增加程序中的風險，增大程序的不穩(wěn)定性,。

現(xiàn)在來介紹下JNI里的數(shù)據(jù)類型,。在C++里,，編譯器會很據(jù)所處的平臺來為一些基本的 數(shù)據(jù)類型來分配長度，因此也就造成了平臺不一致性,，而這個問題在Java中則不存在,，因為有JVM的緣故，所以Java中的基本數(shù)據(jù)類型在所有平臺下得到 的都是相同的長度,，比如int的寬度永遠都是32位,。基于這方面的原因,，java和c++的基本數(shù)據(jù)類型就需要實現(xiàn)一些mapping,，保持一致性。下面 的表可以概括：

上面的表格是我在網(wǎng)上搜的,，放上來給大家對比一下,。對于每一種映射的數(shù)據(jù)類型，JNI的設(shè)計者其實已經(jīng)幫我們?nèi)『昧讼鄳膭e名以方便記憶,。如果想了解一些更加細致的信息,，可以去看一些jni.h這個頭文件，各種數(shù)據(jù)類型的定義以及別名就被定義在這個文件中,。

了解了JNI中的數(shù)據(jù)類型,，下面就來看這次的例子。這次我們用Java來實現(xiàn)一個前端的market（以下就用Foreground代替）用CPP來實現(xiàn)一個后端factory（以下用backend代替）,。我們首先還是來編寫包含本地方法的java類,。

package com.chnic.service;
import com.chnic.bean.Order;
public class Business {
static{
System.loadLibrary("FruitFactory");
}
public Business(){
}
public native double getPrice(String name);
public native Order getOrder(String name, int amount);
public native Order getRamdomOrder();
public native void analyzeOrder(Order order);
public void notification(){
System.out.println("Got a notification.");
}
public static void notificationByStatic(){
System.out.println("Got a notification in a static method.");
}
}

這個類里面包含4個本地方法，一個靜態(tài)初始化塊加載將要生成的dll文件,。剩下的方法都是很普通的java方法,，等會在backend中回調(diào)這些方法。這個類需要一個名為Order的JavaBean。

package com.chnic.bean;
public class Order {
private String name = "Fruit";
private double price;
private int amount = 30;
public Order(){
}
public int getAmount() {
return amount;
}
public void setAmount(int amount) {
this.amount = amount;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public double getPrice() {
return price;
}
public void setPrice(double price) {
this.price = price;
}
}

JavaBean中,，我們?yōu)閮蓚€私有屬性賦值,，方便后面的例子演示,。到此為止除了測試代碼之外的Java端的代碼就全部高調(diào)了,，接下來進行生成.h 頭文件、建立C++工程的工作,，在這里就一筆帶過,，不熟悉的朋友請回頭看第一篇。在工程里我們新建一個名為Foctory的C++ source file 文件,，去實現(xiàn)那些native方法,。具體的代碼如下。

#include <iostream.h>
#include <string.h>
#include "com_chnic_service_Business.h"
jobject getInstance(JNIEnv* env, jclass obj_class);
JNIEXPORT jdouble JNICALL Java_com_chnic_service_Business_getPrice(JNIEnv* env,
jobject obj,
jstring name)
{
const char* pname = env->GetStringUTFChars(name, NULL);
cout << "Before release: "  << pname << endl;
if (strcmp(pname, "Apple") == 0)
{
env->ReleaseStringUTFChars(name, pname);
cout << "After release: " << pname << endl;
return 1.2;
}
else
{
env->ReleaseStringUTFChars(name, pname);
cout << "After release: " << pname << endl;
return 2.1;
}
}
JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_chnic_service_Business_getOrder(JNIEnv* env,
jobject obj,
jstring name,
jint amount)
{
jclass order_class = env->FindClass("com/chnic/bean/Order");
jobject order = getInstance(env, order_class);
jmethodID setName_method = env->GetMethodID(order_class, "setName", "(Ljava/lang/String;)V");
env->CallVoidMethod(order, setName_method, name);
jmethodID setAmount_method = env->GetMethodID(order_class, "setAmount", "(I)V");
env->CallVoidMethod(order, setAmount_method, amount);
return order;
}
JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_chnic_service_Business_getRamdomOrder(JNIEnv* env,
jobject obj)
{
jclass business_class = env->GetObjectClass(obj);
jobject business_obj = getInstance(env, business_class);
jmethodID notification_method = env->GetMethodID(business_class, "notification", "()V");
env->CallVoidMethod(obj, notification_method);
jclass order_class = env->FindClass("com/chnic/bean/Order");
jobject order = getInstance(env, order_class);
jfieldID amount_field = env->GetFieldID(order_class, "amount", "I");
jint amount = env->GetIntField(order, amount_field);
cout << "amount: " << amount << endl;
return order;
}
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_chnic_service_Business_analyzeOrder (JNIEnv* env,
jclass cls,
jobject obj)
{
jclass order_class = env->GetObjectClass(obj);
jmethodID getName_method = env->GetMethodID(order_class, "getName", "()Ljava/lang/String;");
jstring name_str = static_cast<jstring>(env->CallObjectMethod(obj, getName_method));
const char* pname = env->GetStringUTFChars(name_str, NULL);
cout << "Name in Java_com_chnic_service_Business_analyzeOrder: " << pname << endl;
jmethodID notification_method_static = env->GetStaticMethodID(cls, "notificationByStatic", "()V");
env->CallStaticVoidMethod(cls, notification_method_static);
}
jobject getInstance(JNIEnv* env, jclass obj_class)
{
jmethodID construction_id = env->GetMethodID(obj_class, "<init>", "()V");
jobject obj = env->NewObject(obj_class, construction_id);
return obj;
}

可以看到,，在我Java中的四個本地方法在這里全部被實現(xiàn),，接下來針對這四個方法來解釋下，一些JNI相關(guān)的API的使用方法,。先從第一個方法講起吧：

1.getPrice(String name)

這個方法是從foreground傳遞一個類型為string的參數(shù)到backend,，然后backend判斷返回相應的價格。在cpp的代碼中,， 我們用GetStringUTFChars這個方法來把傳來的jstring變成一個UTF-8編碼的char型字符串,。因為jstring的實際類型是 jobject，所以無法直接比較,。

GetStringUTFChars方法包含兩個參數(shù),，第一參數(shù)是你要處理的jstring對象，第二個參數(shù)是否需要在內(nèi)存中生成一個副本對象,。將 jstring轉(zhuǎn)換成為了一個const char*了之后,，我們用string.h中帶strcmp函數(shù)來比較這兩個字符串，如果傳來的字符串是“Apple”的話我們返回1.2,。反之返回 2.1,。在這里還要多說一下ReleaseStringUTFChars這個函數(shù)，這個函數(shù)從字面上不難理解,，就是釋放內(nèi)存用的,。有點像cpp里的析構(gòu)函 數(shù)，只不過Sun幫我們已經(jīng)封裝好了,。由于在JVM中有GC這個東東,，所以多數(shù)java coder并沒有寫析構(gòu)的習慣，不過在JNI里是必須的了,，否則容易造成內(nèi)存泄露,。我們在這里在release之前和之后分別打出這個字符串來看一下效果。

粗略的解釋完一些API之后，我們編寫測試代碼,。

		Business b = new Business();
System.out.println(b.getPrice("Apple"));

運行這段測試代碼,，控制臺上打出

Before release: Apple
After release: ??
1.2

在release之前打印出來的是我們“需要”的Apple，release之后就成了亂碼了,。由于傳遞的是Apple,，所以得到1.2。測試成功,。

2. getOrder(String name, int amount)

在foreground中可以通過這個方法讓backend返回一個你“指定”的Order,。所謂“指定”，其實也就是指方法里的兩個參數(shù)：name和amout,，在cpp的代碼在中,，會根據(jù)傳遞的兩個參數(shù)來構(gòu)造一個Order?；氐絚pp的代碼里,。

jclass order_class = env->FindClass("com/chnic/bean/Order");

是不是覺得這句代碼似曾相識？沒錯,，這句代碼很像我們java里寫的Class.forName(className)反射的代碼,。其實在這里 FindClass的作用和上面的forName是類似的。只不過在forName中要用完整的類名,，但是在這里必須用"/"來代替“.”,。這個方法會返 回一個jclass的對象，其實也就是我們在Java中說的類對象,。

jmethodID construction_id = env->GetMethodID(obj_class, "<init>", "()V");
jobject obj = env->NewObject(obj_class, construction_id);

拿到"類對象"了之后,，按照Java RTTI的邏輯我們接下來就要喚醒那個類對象的構(gòu)造函數(shù)了。在JNI中,，包括構(gòu)造函數(shù)在內(nèi)的所有方法都被看成Method,。每個method都有一個特定的ID，我們通過GetMethodID這個方法就可以拿到我們想要的某一個java 方法的ID,。GetMethodID需要傳三個參數(shù),，第一個是很顯然jclass，第二個參數(shù)是java方法名,，也就是你想取的method ID的那個方法的方法名（有些繞口 ）,，第三個參數(shù)是方法簽名。

 在這里有必要單獨來講一講這個方法簽名,，為什么要用這個東東呢,？我們知道，在Java里方法是可以被重載的,，比如我一個類里有public void a(int arg)和public void a(String arg)這兩個方法,，在這里用方法名來區(qū)分方法顯然就是行不通的了,。方法簽名包括兩部分：參數(shù)類型和返回值類型；具體的格式：(參數(shù)1類型簽名 參數(shù)2類型簽名)返回值類型簽名,。下面是java類型和年名類型的對照的一個表

其實除了自己對照手寫之外,，JDK也提供了一個很好用的生成簽名的工具javap,cmd進入控制臺到你要生成簽名的那個類的目錄下。在這里用 Order類打比方,，敲入： javap -s -private Order,。 所有方法簽名都會被輸出，關(guān)于javap的一些參數(shù)可以在控制臺下面輸入 javap -help查看,。（做coder的 畢竟還是要認幾個單詞的）

啰嗦了一大堆,，還是回到我們剛剛的getMethodID這個方法上,。因為是調(diào)用構(gòu)造函數(shù),，JNI規(guī)定調(diào)用構(gòu)造函數(shù)的時候傳遞的方法名應該為<init> ,通過javap查看 我們要的那個無參的構(gòu)造函數(shù)的方法簽是()V。得到方法簽名,，最后我們調(diào)用NewObject方法來生成一個新的對象,。

拿到了對象，之后我們開始為對象jobject填充數(shù)值,，還是首先拿到setXXX方法的Method ID,，之后調(diào)用Call<Type>Method來調(diào)用java方法。這里的<Type>所指的是方法的返回類型,，我們剛剛調(diào)用 的是set方法的返回值是void,，因此這里的方法也就是CallVoidMethod，這個方法的參數(shù)除了前兩個要傳入jobject和 jmethodID之外還要傳入要調(diào)用的那個方法的參數(shù),，而且要順序必須一致,，這點和Java的反射一模一樣，在這里就不多解釋,。（看到這一步是不是對 java 反射又有了自己新的理解,？）

終于介紹完了第二個方法，下來就是測試代碼測試,。

		Order o = b.getOrder("Watermelom", 100);
System.out.println("java: " + o.getName());
System.out.println("java: " + o.getAmount());

控制臺打出

java: Watermelom
java: 100

就此,，我們完成了第二個方法的測試。

jclass business_class = env->GetObjectClass(obj);

	jfieldID amount_field = env->GetFieldID(order_class, "amount", "I");
jint amount = env->GetIntField(order, amount_field);
cout << "amount: " << amount << endl;

		Business b = new Business();
Order o2 = b.getRamdomOrder();
System.out.println(o2.getName());

	jstring name_str = static_cast<jstring>(env->CallObjectMethod(obj, getName_method));

		Business b = new Business();
Order o = b.getOrder("Watermelom", 100);
Business.analyzeOrder(o);