蓝晶石
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JNI调用过程
 最近在公司里做了一个手机的项目，需要JAVA程序在发送短信的时候和第三方的短信服务器连接。短信接口是用C++写的。琢磨了三天，大致搞懂了JNI的主体部分。先将心得整理，希望各位朋友少走弯路。
    首先引用一篇文章，介绍一个简单的JNI的调用的过程。
    JAVA以其跨平台的特性深受人们喜爱，而又正由于它的跨平台的目的，使得它和本地机器的各种内部联系变得很少，约束了它的功能。解决JAVA对本地操作的一种方法就是JNI。 
    JAVA通过JNI调用本地方法，而本地方法是以库文件的形式存放的（在WINDOWS平台上是DLL文件形式，在UNIX机器上是SO文件形式）。通过调用本地的库文件的内部方法，使JAVA可以实现和本地机器的紧密联系，调用系统级的各接口方法。 
    简单介绍及应用如下： 
    一、JAVA中所需要做的工作 
        在JAVA程序中，首先需要在类中声明所调用的库名称，如下： 
  1.         static { 
  2.                  System.loadLibrary(“goodluck”); 
  3.                }
 
        在这里，库的扩展名字可以不用写出来，究竟是DLL还是SO，由系统自己判断。 
        还需要对将要调用的方法做本地声明，关键字为native。并且只需要声明，而不需要具 体实现。如下： 
        public native static void set(int i); 
        public native static int get(); 
        然后编译该JAVA程序文件，生成CLASS，再用JAVAH命令，JNI就会生成C/C++的头文件。 
        例如程序testdll.java，内容为： 
  1.         public class testdll 
  2.          { 
  3.            static 
  4.                  { 
  5.                   System.loadLibrary("goodluck"); 
  6.                  } 
  7.            public native static int get(); 
  8.            public native static void set(int i); 
  9.            public static void main(String[] args) 
  10.                 { 
  11.                   testdll test = new testdll(); 
  12.                   test.set(10); 
  13.                   System.out.println(test.get()); 
  14.                  } 
  15.            }
 
    用javac testdll.java编译它，会生成testdll.class。 
    再用javah testdll，则会在当前目录下生成testdll.h文件，这个文件需要被C/C++程序调用来生成所需的库文件。 
    二、C/C++中所需要做的工作 
    对于已生成的.h头文件，C/C++所需要做的，就是把它的各个方法具体的实现。然后编译连接成库文件即可。再把库文件拷贝到JAVA程序的路径下面，就可以用JAVA调用C/C++所实现的功能了。 
    接上例子。我们先看一下testdll.h文件的内容： 
    /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */ 
    #include <jni.h> 
    /* Header for class testdll */ 
    #ifndef _Included_testdll 
    #define _Included_testdll 
    #ifdef __cplusplus 
    extern "C" { 
    #endif 
     /* 
      * Class: testdll 
      * Method: get 
      * Signature: ()I 
      */ 
    JNIEXPORT jint JNICALL Java_testdll_get (JNIEnv *, jclass); 
      /* 
       * Class: testdll 
       * Method: set 
       * Signature: (I)V 
       */ 
    JNIEXPORT void JNICALL Java_testdll_set (JNIEnv *, jclass, jint); 
    #ifdef __cplusplus 
                } 
    #endif 
    #endif 
    在具体实现的时候，我们只关心两个函数原型 
    JNIEXPORT jint JNICALL Java_testdll_get (JNIEnv *, jclass); 和 
    JNIEXPORT void JNICALL Java_testdll_set (JNIEnv *, jclass, jint); 
    这里JNIEXPORT和JNICALL都是JNI的关键字，表示此函数是要被JNI调用的。而jint是以JNI为中介使JAVA的int类型与本地的int沟通的一种类型，我们可以视而不见，就当做int使用。函数的名称是JAVA_再加上java程序的package路径再加函数名组成的。参数中，我们也只需要关心在JAVA程序中存在的参数，至于JNIEnv*和jclass我们一般没有必要去碰它。 
    好，下面我们用testdll.cpp文件具体实现这两个函数： 
    #include "testdll.h" 
    int i = 0; 
    JNIEXPORT jint JNICALL Java_testdll_get (JNIEnv *, jclass) 
      { 
       return i; 
      } 
    JNIEXPORT void JNICALL Java_testdll_set (JNIEnv *, jclass, jint j) 
      { 
       i = j; 
      } 
    编译连接成库文件，本例是在WINDOWS下做的，生成的是DLL文件。并且名称要与JAVA中需要调用的一致，这里就是goodluck.dll 。把goodluck.dll拷贝到testdll.class的目录下，java testdll运行它，就可以观察到结果了。 
我的项目比较复杂，需要调用动态链接库，这样在JNI传送参数到C程序时，需要对参数进行处理转换。才可以被C程序识别。
大体程序如下：
  1. public class SendSMS {
  2. static
  3.     {
  4.       System.out.println(System.getProperty("java.library.path"));
  5.       System.loadLibrary("sms");
  6.     }
  7.     public native static int SmsInit();
  8.     public native static int SmsSend(byte[] mobileNo, byte[] smContent);
  9. }

在这里要注意的是，path里一定要包含类库的路径，否则在程序运行时会抛出异常：
java.lang.UnsatisfiedLinkError: no sms in java.library.path
    at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1491)
         at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:788)
         at java.lang.System.loadLibrary(System.java:834)
         at com.mobilesoft.sms.mobilesoftinfo.SendSMS.<clinit>(SendSMS.java:14)
    at com.mobilesoft.sms.mobilesoftinfo.test.main(test.java:18)
Exception in thread "main"
指引的路径应该到.dll文件的上一级，如果指到.dll，则会报：
java.lang.UnsatisfiedLinkError: C:\sms.dll: Can't find dependent libraries
         at java.lang.ClassLoader$NativeLibrary.load(Native Method)
at java.lang.ClassLoader.loadLibrary0(ClassLoader.java:1560)
         at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1485)
         at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:788)
         at java.lang.System.loadLibrary(System.java:834)
         at com.mobilesoft.sms.mobilesoftinfo.SendSMS.<clinit>(SendSMS.java:14)
         at com.mobilesoft.sms.mobilesoftinfo.test.main(test.java:18)
Exception in thread "main"
通过编译，生成com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS.h头文件。（建议使用Jbuilder进行编译，操作比较简单！）这个头文件就是Java和C之间的纽带。要特别注意的是方法中传递的参数jbyteArray，这在接下来的过程中会重点介绍。
  1. /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
  2. #include <jni.h>
  3. /* Header for class com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS */
  4. #ifndef _Included_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS
  5. #define _Included_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS
  6. #ifdef __cplusplus
  7. extern "C" {
  8. #endif
  9. /*
  10.  * Class:     com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS
  11.  * Method:    SmsInit
  12.  * Signature: ()I
  13.  */
  14. JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS_SmsInit
  15.   (JNIEnv *, jclass);
  16. /*
  17.  * Class:     com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS
  18.  * Method:    SmsSend
  19.  * Signature: ([B[B)I
  20.  */
  21. JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS_SmsSend
  22.   (JNIEnv *, jclass, jbyteArray, jbyteArray);
  23. #ifdef __cplusplus
  24. }
  25. #endif
  26. #endif

对于我要调用的C程序的动态链接库，C程序也要提供一个头文件，sms.h。这个文件将要调用的方法罗列了出来。
  1. /*
  2.  * SMS API 
  3.  * Author: yippit
  4.  * Date: 2004.6.8
  5.  */
  6. #ifndef MCS_SMS_H
  7. #define MCS_SMS_H
  8. #define DLLEXPORT __declspec(dllexport)
  9. /*sms storage*/
  10. #define SMS_SIM        0
  11. #define SMS_MT        1
  12. /*sms states*/
  13. #define SMS_UNREAD        0
  14. #define SMS_READ            1
  15. /*sms type*/
  16. #define SMS_NOPARSE        -1
  17. #define SMS_NORMAL        0
  18. #define SMS_FLASH            1
  19. #define SMS_MMSNOTI        2
  20. typedef struct tagSmsEntry {
  21.     int index;        /*index, start from 1*/
  22.     int status;        /*read, unread*/
  23.     int type;            /*-1-can't parser 0-normal, 1-flash, 2-mms*/
  24.     int storage;    /*SMS_SIM, SMS_MT*/
  25.     char date[24];
  26.     char number[32];
  27.     char text[144];
  28. } SmsEntry;
  29. DLLEXPORT int SmsInit(void);
  30. DLLEXPORT int SmsSend(char *phonenum, char *content);
  31. DLLEXPORT int SmsSetSCA(char *sca);
  32. DLLEXPORT int SmsGetSCA(char *sca);
  33. DLLEXPORT int SmsSetInd(int ind);
  34. DLLEXPORT int SmsGetInd(void);
  35. DLLEXPORT int SmsGetInfo(int storage, int *max, int *used);
  36. DLLEXPORT int SmsSaveFlash(int flag);
  37. DLLEXPORT int SmsRead(SmsEntry *entry, int storage, int index); 
  38. DLLEXPORT int SmsDelete(int storage, int index);
  39. DLLEXPORT int SmsModifyStatus(int storage, int index); /*unread -> read*/
  40. #endif

在有了这两个头文件之后，就可以进行C程序的编写了。也就是实现对JNI调用的两个方法。在网上的资料中，由于调用的方法实现的都比较简单，（大多是打印字符串等）所以避开了JNI中最麻烦的部分，也是最关键的部分，参数的传递。由于Java和C的编码是不同的，所以传递的参数是要进行再处理，否则C程序是会对参数在编译过程中提出警告，例如；warning C4024: 'SmsSend' : different types for formal and actual parameter 2等。
Sms.c的程序如下：
  1. #include "sms.h"
  2. #include "com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS.h"
  3. JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS_SmsInit(JNIEnv * env, jclass jobject)
  4. {
  5.     return SmsInit();
  6. }
  8. JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS_SmsSend(JNIEnv * env, jclass jobject, jbyteArray mobileno, jbyteArray smscontent)
  9. {
  10.     char * pSmscontent ;
  11.     //jsize theArrayLengthJ = (*env)->GetArrayLength(env,mobileno);
  12.     jbyte * arrayBody = (*env)->GetByteArrayElements(env,mobileno,0);
  13.     char * pMobileNo = (char *)arrayBody;
  14.     printf("[%s]\n ", pMobileNo);
  15.     //jsize size = (*env)->GetArrayLength(env,smscontent);
  16.     arrayBody = (*env)->GetByteArrayElements(env,smscontent,0);
  17.     pSmscontent = (char *)arrayBody;
  18.     printf("<%s>\n", pSmscontent);
  19.     return SmsSend(pMobileNo,pSmscontent); 
  20. }

对于C或C++，在程序上是会有稍微的不同，这可以由读者对其进行适当的修改。这里要注意的是GetArrayLength，GetByteArrayElements等这些JNI中已经包含的方法，这些方法是专门对转换参数类型而提供的。具体的方法有很多，在下一篇中会做专门的介绍。
在完成了上述的文件后，可以对sms.c进行编译，生成.dll文件（建议在release中编译，这样动态链接库的容积会比较小！）
完成.dll文件的编译后，就可以在Java中调用C程序中的方法了。例如文件test.java
  1. public class test {
  2.   public test() {
  3.   }
  4.   public static void main(String[] args) {
  5.     byte[] mobileno = {
  6.         0x31, 0x33, 0x36, 0x36, 0x31, 0x36, 0x33, 0x30, 0x36, 0x36, 0x37, 0x00};
  7.     String smscontentemp = "早上好";
  8.     byte[] temp = {0};
  9.    try {
  10.       byte[] smscontentdb = smscontentemp.getBytes("gbk");
  11.       byte[] smscontent = new byte[smscontentdb.length + temp.length];
  12.       System.arraycopy(smscontentdb, 0, smscontent, 0, smscontentdb.length);
  13.       System.arraycopy(temp, 0, smscontent, smscontentdb.length, temp.length);
  14.       SendSMS sendSMS = new SendSMS();
  15.       sendSMS.SmsInit();
  16.       if (sendSMS.SmsSend(mobileno, smscontent) >= 0) {
  17.         System.out.println("chenggong !");
  18.       }
  19.       else {
  20.         System.out.println("shibai !");
  21.       }
  22.     }catch (Exception ex) {}
  23.   }
  24. }

在这个文件中要注意的有一点，就是在传递字节数组到C程序中时，最后的结尾一定要以0结束。这是一个偷懒的做法，不过是个有效的做法。因为大多数情况下，接口是由第三方提供的。所以我们一般是不知道在C的方法里，具体是怎么处理参数的。而C又是要求数组是有长度。所以，在Java中，如果你不想写程序传数组的长度，那么在数组中以0结尾就是最方便的方法了。当然，如果有更好的方法也希望大家提出。
到这里，一个完整的Java通过JNI调用动态链接库的程序就完成了。实际上也不是很复杂。只要多注意一下细节，是很容易得出来的。
posted on 2005-08-10 10:30 kyanite 阅读(2798) 评论(0)  编辑  收藏

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