《Java开发技术 普通高等教育十一五 国家级规划教材 教学课件 ppt 作者 魏勇 第十章 本地方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Java开发技术 普通高等教育十一五 国家级规划教材 教学课件 ppt 作者 魏勇 第十章 本地方法（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 318 第十章第十章 本地方法本地方法 ? 用 Java 编程语言调用一个 C 函数 用纯 Java 开发应用是理想的，但从现实上讲，有时还需用其他语言开发应用程序的一 部分。 10.1 简介简介 每一种高级语言在实际应用中总会表现出不足的地方， 所以需要借助其他高级语言的配 合。在开发 Java 的系统中，我们往往也会希望 Java 和其它语言可互相通信和调用，使它 们集成在一个应用系统中。为了满足这个要求，Sun 公司开发了 JNI(Java native Interface) 技术， JNI 是双向的， 一方面它可使运行在 JVM 中的 Java 代码调用 native 库函数或者其它
2、 程序；另一方面利用 Invocation API 将 Java 虚拟机嵌入 native 应用中。如图 10-1 所示。 JNI 异常 类 虚拟机 函数 库 应用程序 Java 端 C 端 图 10- 1 JNI 的作用 本章用于编写本地代码的语言是 C/C+，如果能访问一个捆绑 Java 和 FORTRAN 这 两种编程语言的包，也可以使用 FORTRAN 编译器编译过的代码。 我们这里之所以使用 C 语言来描述本章所讲的本地方法，因为 C 语言可能是最常用于 本地方法的语言。我们将看到如何在数据类型、功能部件名称、函数访问上使 Java 与 C 之 间保持一致(这种对应通常叫做 C 捆绑
3、)。 10.2 用用 JAVA 编程语言调用一个编程语言调用一个 C 函数函数 我们以大家偏爱的 printf 函数为例，来演示如何利用 JNI 在 Java 应用中使用 native 方 法。该 Java 程序调用 C 语言的函数来打印 Hello World!。Java 编程语言用关键字修饰本 地方法，显然，需要将 printf 函数封装到类内，因此，可以编写成如下形式的代码： public class Printf public native String printf (String s); 编译这个类后，在一个程序中使用它时，虚拟机将告诉你它不知道如何找到 printf 函数 会显示
4、一个“UnsatisfiedLinkError”错误。因此，解决的办法是给运行时间类环境提供足 够的信息，从而它能够连接这个类。在 JDK 上，需采用如下三个步骤： 319 1)为函数产生一个代码存根，它在 Java 平台调用与实际的 C 函数之间进行翻译。它从 虚拟机栈中取出参数信息并把它传给已编译的 C 函数来完成翻译过程。 2)创建一个特殊的共享库，从共享库中输出这个存根代码。 3)使用一个名为 System.loadlibrary()的特殊方法，通知 Java 运行时间环境从步骤 2 开 始装载这个库。 就像我们在前面提到的一样，首先需要在一个类中声明本地方法，native 关键字会向
5、编 译器发出警告：本地方法将在外部定义。当然，在 Java 编程语言中本地方法不包含任何代 码， 并且这种方法的标题之后会紧跟着一个终止分号， 这意味着本地方法声明与抽象方式说 明极其相似。 class HelloNative public native static void greeting(); 这个例子中， 我们将本地方法声明为静态的， 本地方法可以是静态的也可以是非静态的。 下面，编写一个相应的 C 函数，必须以 Java 运行时间环境所期望的方式准确命名这个 函数，该函数名由 Java 前缀、包名、Java 类名和 native 方法名四部分组成，各部分之间 用下划线符号分隔开，如
6、图 10-2 所示。 Java_ HelloNative_ greeting 前缀 类名 下划线 方法名 Java_HelloNative_greeting 图 10- 2 native 方法的名字组成 这里说明详细的规则： 1)使用 Java 方法名的全称，如 HelloNative.greeting。如果这个类在一个包中，那么在 方法前添上包的名称，如 com.horstmann.HelloNative.greeting。 2)用下划线替代句号，并加上前缀 Java_。例如：Java_HelloNative_greeting 或 Java_com_horstmann_HelloNative
7、_greeting。 3)如果这个类名中包含非 ASCII 字母或数字字符， 像_， 或带有u007F的 Unicode 字符用_0xxxx 来代替它们，xxxx 是 4 个十六进制位，它代表相应字符的 Unicode 值。 注意 如果为多个本地方法提供相同的名称，必须在名称后面附加两个下划线，后面 再加上编码的参数类型。例如，如果拥有本地方法 greeting()和本地方法 greeting(int repeat) ， 那 么 第 一 个 称 为Java_HelloNative_greetig_, 第 二 个 则 是 Java_HelloNative_greeting_I。 如何让 Java
8、 找到本地函数 greeting 呢？为此，我们得先用 javah 来生成一个头函数。 这个实用程序能自动产生函数名称。要使用 javah 实用程序，可首先应编译源文件。 javah HelloNative 可执行的 javah 可在目录jdkbin 下找到。 例 10- 1 使用 javah 实用程序产生一头文件，HelloNative.h。 HelloNative.h /* DO NOT EDIT THIS FILE it is roachine generated */ #include /* Header for class HelloNative */ 320 # ifndef _I
9、ncluded_HelloNative # define _IncludedHe_lloNative # ifdef _cplusplus extern “C” #endif /* * class: HelloNative * Method: greeting * Signature: ()V */ JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloNative_greeting (JNIEnv *, jclaas); # ifdef _cplusplus #endif #endif 可以看到，这个文件包含一个函数声明：Java_HelloNative_greeiing(JNI
10、EXPORT 和 JNICALL 两个字符串在头文件 jni.h 中定义。他们代表依赖于编译器的说明符，这两个说明 符用来说明源自一个动态装载库的输出函数)。 现在，你仅需将函数原型从头文件拷贝到源文件，并提供这个函数的实现代码，如例 10-2 所示。 下面根据前面的头函数，编写本地方法 例 10- 2 编写程序 HelloNative.c。 HelloNative.c #include “HelloNative.h” #include JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloNative_greeting (JNIEnv* env, jclass cl) print
11、f ( “Hello, Native World! n”) ; 在这个简单的函数中，我们忽略了 Env 和 cl 两个参数，有兴趣的读者可以参考相关文 献。 注意 可以用 C+实现本地方法，但必须把实现本地方法的函数声明为外部 C，如： #include “HelloNative.h” #include extern “C” JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloNative_greeting (JNIEnv* env, jclass cl) printf “Hello, Native World!n” ; 接着，编译 C 代码到一个动态装载库。在 Wlndows
12、下其有 Microsoft C+编译器，使 321 用的命令是： cl Ic:jdkinclude Ic: jdkincludewin32 -LD HelloNative.C 如果在 DOS 命令窗口中用 Visual C+编译生成 DLL，则应先运行下面的批命令： c:devstudiovcbinvcvars32.bat 以设定必要的路径和环境变量来正确配置命令行编译器。 当然， vcvars32.bat 的具体路 径可能有所不同。 最后， 我们需要添加调用 System.LoadLibrary()方法的语句以确保虚拟机在首次使用这 个类前能装载这个库。 完成这一操作的最容易方法就是在包含这
13、种本地方法的类中使用静态 初始化程序块。 HelloNative.java class HelloNative public native static void greetingo; static System.loadLibrary (“HelloNative”) ; 假定你已执行完上述所有步骤，现在就可以运行 HelloNativeTest 应用程序，测试本地 函数。 HelloNativeTest.java class HelloNativeTest public static void main(String args) HelloNative.greeting ( ); 注意在 java 源代码中，如何对本地函数命名。 当编译并运行这个程序后，”Hello，Native World！”将显在你的终端窗口上。这条信息 是由 C printf 函数生成的，而不是由 Java 编程语言代码生成的。
