�?Windows 中实�?Java 本地�Ҏ��

�q�幽 — Thu, 07 Aug 2008 21:17:00 GMT

�?Windows 中实�?Java 本地�Ҏ��

文档选项

�U�别�Q?初��

David WendtWebSphere Development Research Triangle Park, NC

1999 �q?5 �?01 �?/p>

本文为在 32 �?Windows �q�_��上实�?Java 本地�Ҏ��提供了实用的�C�Z��、步骤和准则。这些示例包括传递和�q�回常用的数据类型�?
本文中的�C�Z��使用 Sun Microsystems 公司创徏�?Java DevelopmentKit (JDK) 版本 1.1.6 �?Java本地接口 (JNI) 规范�?�?C 语言�~�写的本��C��码是�?MicrosoftVisual C++ �~�译器编译生成的�?

��?/span>

本文提供调用本地 C 代码�?Java 代码�C�Z��Q�包括传递和�q�回某些常用的数据类型。本地方法包含在特定于��^台的可执行文件中。就本文中的�C�Z��而言�Q�本地方法包含在 Windows 32 位动态链接库 (DLL) 中�?/p>

不过我要提醒您，�?Java 外部的调用通常不能�U�L��到其他��^��C��Q�在 applet 中还可能引发安全异常。实现本��C��码将使您�?Java 应用�E�序无法通过 100% �U?Java ��试。但是，如果必须执行本地调用�Q�则要考虑几个准则�Q?/p>

��您的所有本地方法都��装在单个类中，�q�个�c�调用单�?DLL。对于每�U�目标操作系�l�，都可以用特定于适当�q�_��的版本替换这�?DLL。这样就可以��本��C��码的影响减至最��，�q�有助于��以后所需的移植问题包含在内�?
本地�Ҏ��要简单。尽量将您的 DLL 对�Q何第三方�Q�包�?Microsoft�Q�运行时 DLL 的依赖减到最��。��您的本地�Ҏ��量独立�Q�以��加载您�?DLL 和应用程序所需的开销减到最��。如果需要运行时 DLL�Q�必��随应用�E�序一��h��供它们�?

回页�?/font>

Java 调用 C

对于调用 C 函数�?Java �Ҏ��Q�必��d�� Java �c�M��声明一个本地方法。在本部分的所有示例中�Q�我们将创徏一个名�?MyNative 的类�Q��ƈ逐步在其中加入新的功能。这��了一�U�思想�Q�即��本地方法集中在单个�c�M��Q�以便将以后所需的移植工作减到最��?/p>

回页�?/font>

�C�Z�� 1 -- 传递参�?/span>

在第一个示例中�Q�我们将三个常用参数�c�d��传递给本地函数�Q?String�?int�?boolean 。本例说明在本地 C 代码中如何引用这些参数�?

                        public class MyNative
                        {
                        public void showParms( String s, int i, boolean b )
                        {
                        showParms0( s, i , b );
                        }
                        private native void showParms0( String s, int i, boolean b );
                        static
                        {
                        System.loadLibrary( "MyNative" );
                        }
                        }

��h��意，本地�Ҏ��被声明�ؓ专用的，�q�创��Z��一个包装方法用于公用目的。这�q�一步将本地�Ҏ��同代码的其余部分隔离开来，从而允讔R��Ҏ��需的��^台对它进行优化�?static子句加蝲包含本地�Ҏ��实现�?DLL�?

下一步是生成 C 代码来实�?showParms0 �Ҏ��。此�Ҏ��?C 函数原型是通过�?.class 文�g使用 javah 实用�E�序来创建的�Q��?.class 文�g是通过�~�译 MyNative.java 文�g生成的。这个实用程序可�?JDK 中找到。下面是 javah 的用法：

                     javac MyNative.java�Q�将 .java �~�译�?.class�Q?
                        javah -jni -classpath . (指定源代码的当前目录�Q�这里要注意�Q�是指package目录所在的目录)
                        MyNative�Q�生�?.h 文�g�Q?

�q�将生成一�?MyNative.h 文�g�Q�其中包含一个本地方法原型，如下所�C�：

                       /*
                        * Class:     MyNative
                        * Method:    showParms0
                        * Signature: (Ljava/lang/String;IZ)V
                        */
                        JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_showParms0
                        (JNIEnv *, jobject, jstring, jint, jboolean);

�W�一个参数是调用 JNI �Ҏ��时��用的 JNI Environment 指针。第二个参数是指向在�?Java 代码中实例化�?Java 对象 MyNative 的一个句柄。其他参数是�Ҏ��本��n的参数。请注意�Q�MyNative.h 包括头文�?jni.h。jni.h 包含 JNI API 和变量类型（包括jobject、jstring、jint、jboolean�Q�等�{�）的原型和其他声明�?/p>

本地�Ҏ��是在文�g MyNative.c 中用 C 语言实现的：

                        #include 
                        #include "MyNative.h"
                        JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_showParms0
                        (JNIEnv *env, jobject obj, jstring s, jint i, jboolean b)
                        {
                        const char* szStr = (*env)->GetStringUTFChars( env, s, 0 );
                        printf( "String = [%s]\n", szStr );
                        printf( "int = %d\n", i );
                        printf( "boolean = %s\n", (b==JNI_TRUE ? "true" : "false") );
                        (*env)->ReleaseStringUTFChars( env, s, szStr );
                        }

JNI API�Q�GetStringUTFChars�Q�用来根�?Java 字符串或 jstring 参数创徏 C 字符丌Ӏ�这是必需的，因�ؓ在本��C��码中不能直接��d�� Java 字符�Ԍ��而必��d��其�{换�ؓ C 字符串或 Unicode。有兌��{�?Java 字符串的详细信息�Q�请参阅标题�?NLS Strings and JNI 的一��论文。但是，jboolean �?jint 值可以直接��用�?/p>

MyNative.dll 是通过�~�译 C 源文件创建的。下面的�~�译语句使用 Microsoft Visual C++ �~�译器：

                           cl -Ic:\jdk1.1.6\include -Ic:\jdk1.1.6\include\win32 -LD MyNative.c
                        -FeMyNative.dll

其中 c:\jdk1.1.6 �?JDK 的安装�\径�?/p>

MyNative.dll 已创建好�Q�现在就可将其用�?MyNative �c�M��?
可以�q�样��试�q�个本地�Ҏ��Q�在 MyNative �c�M��创徏一�?main �Ҏ��来调�?showParms �Ҏ��Q�如下所�C�：

                            public static void main( String[] args )
                        {
                        MyNative obj = new MyNative();
                        obj.showParms( "Hello", 23, true );
                        obj.showParms( "World", 34, false );
                        }

当运行这�?Java 应用�E�序�Ӟ��L��?MyNative.dll 位于 Windows �?PATH 环境变量所指定的�\径中或当前目录下。当执行�?Java �E�序�Ӟ��如果未找到这�?DLL�Q�您可能会看��C��下的消息�Q?/p>

                           java MyNative
                        Can't find class MyNative

�q�是因�ؓ static 子句无法加蝲�q�个 DLL�Q�所以在初始�?MyNative �c�L��引发异常。Java 解释器处理这个异常，�q�报告一个一般错误，指出找不到这个类�?
如果�?-verbose 命��o行选项�q�行解释器，您将看到它因找不到这�?DLL 而加�?UnsatisfiedLinkError 异常�?

如果�?Java �E�序完成�q�行�Q�就会输��Z��下内容：

                        java MyNative
                        String = [Hello]
                        int = 23
                        boolean = true
                        String = [World]
                        int
                        = 34

boolean = false �C�Z�� 2 -- �q�回一个�?/strong>

本例��说明如何在本地�Ҏ��中实现返回代码�?
��这个方法添加到 MyNative �c�M��Q�这个类现在变�ؓ以下形式�Q?

public class MyNative { public void showParms( String s, int i, boolean b ) { showParms0( s, i , b ); } public int hypotenuse( int a, int b ) { return hyptenuse0( a, b ); } private native void showParms0( String s, int i, boolean b ); private native int hypotenuse0( int a, int b ); static { System.loadLibrary( "MyNative" ); } /* ��试本地�Ҏ�� */ public static void main( String[] args ) { MyNative obj = new MyNative(); System.out.println( obj.hypotenuse(3,4) ); System.out.println( obj.hypotenuse(9,12) ); } }

公用�?hypotenuse �Ҏ��调用本地�Ҏ�� hypotenuse0 来根据传递的参数计算��|��q�将�l�果作�ؓ一个整数返回。这个新本地�Ҏ��的原型是使用 javah 生成的。请注意�Q�每�ơ运行这个实用程序时�Q�它��自动覆盖当前目录中�?MyNative.h。按以下方式执行 javah�Q?/p>

javah -jni MyNative

生成�?MyNative.h 现在包含 hypotenuse0 原型�Q�如下所�C�：

/* * Class: MyNative * Method: hypotenuse0 * Signature: (II)I */ JNIEXPORT jint JNICALL Java_MyNative_hypotenuse0 (JNIEnv *, jobject, jint, jint);

该方法是�?MyNative.c 源文件中实现的，如下所�C�：

#include #include #include "MyNative.h" JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_showParms0 (JNIEnv *env, jobject obj, jstring s, jint i, jboolean b) { const char* szStr = (*env)->GetStringUTFChars( env, s, 0 ); printf( "String = [%s]\n", szStr ); printf( "int = %d\n", i ); printf( "boolean = %s\n", (b==JNI_TRUE ? "true" : "false") ); (*env)->ReleaseStringUTFChars( env, s, szStr ); } JNIEXPORT jint JNICALL Java_MyNative_hypotenuse0 (JNIEnv *env, jobject obj, jint a, jint b) { int rtn = (int)sqrt( (double)( (a*a) + (b*b) ) ); return (jint)rtn; }

再次��h��意，jint �?int 值是可互换的�?
使用相同的编译语句重新编译这�?DLL�Q?

cl -Ic:\jdk1.1.6\include -Ic:\jdk1.1.6\include\win32 -LD MyNative.c -FeMyNative.dll

现在执行 java MyNative ��输�?5 �?15 作�ؓ斜边的倹{�?/p>
�C�Z�� 3 -- 静态方�?/strong>

您可能在上面的示例中已经注意刎ͼ�实例化的 MyNative 对象是没必要的。实用方法通常不需要实际的对象�Q�通常都将它们创徏为静态方法。本例说明如何用一个静态方法实��C��面的�C�Z��。更�?MyNative.java 中的�Ҏ��{�֐��Q�以使它们成为静态方法：

public static int hypotenuse( int a, int b ) { return hypotenuse0(a,b); } ... private static native int hypotenuse0( int a, int b );

现在�q�行 javah �?hypotenuse0创徏一个新原型�Q�生成的原型如下所�C�：

/* * Class: MyNative * Method: hypotenuse0 * Signature: (II)I */ JNIEXPORT jint JNICALL Java_MyNative_hypotenuse0 (JNIEnv *, jclass, jint, jint);

C 源代码中的方法签名变了，但代码还保持原样�Q?/p>

JNIEXPORT jint JNICALL Java_MyNative_hypotenuse0 (JNIEnv *env, jclass cls, jint a, jint b) { int rtn = (int)sqrt( (double)( (a*a) + (b*b) ) ); return (jint)rtn; }

本质上，jobject 参数已变�?jclass 参数。此参数是指�?MyNative.class 的一个句柄。main �Ҏ��可更改�ؓ以下形式�Q?/p>

public static void main( String[] args ) { System.out.println( MyNative.hypotenuse( 3, 4 ) ); System.out.println( MyNative.hypotenuse( 9, 12 ) ); }

因�ؓ�Ҏ��是静态的�Q�所以调用它不需要实例化 MyNative 对象。本文后面的�C�Z��用静态方法�?/p>
�C�Z�� 4 -- 传递数�l?/strong>

本例说明如何传递数�l�型参数。本例��用一个基本类型，boolean�Q��ƈ��更�Ҏ��l�元素。下一个示例将讉K�� String�Q�非基本�c�d��Q�数�l�。将下面的方法添加到 MyNative.java 源代码中�Q?

public static void setArray( boolean[] ba ) { for( int i=0; i < ba.length; i++ ) ba[i] = true; setArray0( ba ); } ... private static native void setArray0( boolean[] ba );

在本例中�Q�布��型数组被初始化�?true�Q�本地方法将把特定的元素讄��?false。同�Ӟ��?Java 源代码中�Q�我们可以更�?main 以��其包含测试代码：

boolean[] ba = new boolean[5]; MyNative.setArray( ba ); for( int i=0; i < ba.length; i++ ) System.out.println( ba[i] );

在编译源代码�q�执�?javah 以后�Q�MyNative.h 头文件包含以下的原型�Q?/p>

/* * Class: MyNative * Method: setArray0 * Signature: ([Z)V */ JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_setArray0 (JNIEnv *, jclass, jbooleanArray);

��h��意，布尔型数�l�是作�ؓ单个名�ؓ jbooleanArray 的类型创建的�?
基本�c�d��有它们自已的数组�c�d��Q�如 jintArray �?jcharArray�?
非基本类型的数组使用 jobjectArray �c�d��。下一个示例中包括一�?jobjectArray。这个布��数�l�的数组元素是通过 JNI �Ҏ�� GetBooleanArrayElements 来访问的�?
针对每种基本�c�d��都有�{��h的方法。这个本地方法是如下实现的：

JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_setArray0 (JNIEnv *env, jclass cls, jbooleanArray ba) { jboolean* pba = (*env)->GetBooleanArrayElements( env, ba, 0 ); jsize len = (*env)->GetArrayLength(env, ba); int i=0; // 更改偶数数组元素 for( i=0; i < len; i+=2 ) pba[i] = JNI_FALSE; (*env)->ReleaseBooleanArrayElements( env, ba, pba, 0 ); }

指向布尔型数�l�的指针可以使用 GetBooleanArrayElements 获得�?
数组大小可以�?GetArrayLength �Ҏ��获得。��?ReleaseBooleanArrayElements �Ҏ��释放数组。现在就可以��d��和修�Ҏ��l�元素的��g��。jsize 声明�{��h�?jint�Q�要查看它的定义�Q�请参阅 JDK �?include 目录下的 jni.h 头文�Ӟ��?

�C�Z�� 5 -- 传�?Java String 数组

本例��通过最常用的非基本�c�d��Q�Java String�Q�说明如何访问非基本对象的数�l�。字�W�串数组被传递给本地�Ҏ��Q�而本地方法只是将它们昄��到控制台上�?
MyNative �c�d��义中��d��了以下几个方法：

public static void showStrings( String[] sa ) { showStrings0( sa ); } private static void showStrings0( String[] sa );

�q�在 main �Ҏ��中添加了两行�q�行��试�Q?

String[] sa = new String[] { "Hello,", "world!", "JNI", "is", "fun." }; MyNative.showStrings( sa );

本地�Ҏ��分别讉K��每个元素�Q�其实现如下所�C��?/p>

JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_showStrings0 (JNIEnv *env, jclass cls, jobjectArray sa) { int len = (*env)->GetArrayLength( env, sa ); int i=0; for( i=0; i < len; i++ ) { jobject obj = (*env)->GetObjectArrayElement(env, sa, i); jstring str = (jstring)obj; const char* szStr = (*env)->GetStringUTFChars( env, str, 0 ); printf( "%s ", szStr ); (*env)->ReleaseStringUTFChars( env, str, szStr ); } printf( "\n" ); }

数组元素可以通过 GetObjectArrayElement 讉K��?
在本例中�Q�我们知道返回值是 jstring �c�d��Q�所以可以安全地��它�?jobject �c�d��转换�?jstring �c�d��。字�W�串是通过前面讨论�q�的�Ҏ��打印的。有兛_�� Windows 中处�?Java 字符串的信息�Q�请参阅标题�?NLS Strings and JNI 的一��论文�?

�C�Z�� 6 -- �q�回 Java String 数组

最后一个示例说明如何在本地代码中创��Z��个字�W�串数组�q�将它返回给 Java 调用者。MyNative.java 中添加了以下几个�Ҏ��Q?/p>

public static String[] getStrings() { return getStrings0(); } private static native String[] getStrings0();

更改 main 以�� showStrings ��?getStrings 的输出显�C�出来：

MyNative.showStrings( MyNative.getStrings() );

实现的本地方法返回五个字�W�串�?/p>

JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_MyNative_getStrings0 (JNIEnv *env, jclass cls) { jstring str; jobjectArray args = 0; jsize len = 5; char* sa[] = { "Hello,", "world!", "JNI", "is", "fun" }; int i=0; args = (*env)->NewObjectArray(env, len, (*env)->FindClass(env, "java/lang/String"), 0); for( i=0; i < len; i++ ) { str = (*env)->NewStringUTF( env, sa[i] ); (*env)->SetObjectArrayElement(env, args, i, str); } return args; }

字符串数�l�是通过调用 NewObjectArray 创徏的，同时传递了 String �c�d��数组长度两个参数。Java String 是��?NewStringUTF 创徏的。String 元素是��?SetObjectArrayElement 存入数组中的�?/p>

回页�?/font>

调试

现在您已�l��ؓ您的应用�E�序创徏了一个本�?DLL�Q�但在调试时�q�要牢记以下几点。如果��?Java 调试�?java_g.exe�Q�则�q�需要创�?DLL 的一�?#8220;调试”版本。这只是表示必须创徏同名但带有一�?_g 后缀�?DLL 版本。就 MyNative.dll 而言�Q��?java_g.exe 要求�?Windows �?PATH 环境指定的�\径中有一�?MyNative_g.dll 文�g。在大多数情况下�Q�这�?DLL 可以通过��原文�g重命名或复制为其名称带缀 _g 的文件�?/p>
现在�Q�Java 调试器不允许您进入本��C��码，但您可以�?Java 环境外��?C 调试器（�?Microsoft Visual C++�Q�调试本地方法。首先将源文件导入一个项目中�?
��编译设�|�调整�ؓ在编译时��?include 目录包括在内�Q?

c:\jdk1.1.6\include;c:\jdk1.1.6\include\win32

��配�|�设�|��ؓ以调试模式编�?DLL。在 Project Settings 中的 Debug 下，��可执行文�g讄��?java.exe�Q�或�?java_g.exe�Q�但要确保您生成了一�?_g.dll 文�g�Q�。程序参数包括包�?main 的类名。如果在 DLL 中设�|�了断点�Q�则当调用本地方法时�Q�执行将在适当的地方停止�?/p>
下面是设�|�一�?Visual C++ 6.0 ��目来调试本地方法的步骤�?/p>

�?Visual C++ 中创��Z��?Win32 DLL ��目�Q��ƈ��?.c �?.h 文�g��d��到这个项目中�?

�?Tools 下拉式菜单的 Options 讄��下设�|?JDK �?include 目录。下面的对话框显�C�Z��q�些目录�?

选择 Build 下拉式菜单下�?Build MyNative.dll 来徏立这个项目。确保将��目的活动配�|�设�|��ؓ调试�Q�这通常是缺省��|��?
�?Project Settings 下，讄�� Debug 选项卡来调用适当�?Java 解释器，如下所�C�：

当执行这个程序时�Q�忽�?#8220;�?java.exe 中找不到��M��调试信息”的消息。当调用本地�Ҏ��Ӟ��?C 代码中设�|�的��M��断点��在适当的地方停�?Java �E�序的执行�?/p>

回页�?/font>

其他信息

JNI �Ҏ��?C++

上面�q�些�C�Z��说明了如何在 C 源文件中使用 JNI �Ҏ��。如果��?C++�Q�则请将相应�Ҏ��的格式从�Q?/p>

(*env)->JNIMethod( env, .... );

更改为：

env->JNIMethod( ... );

�?C++ 中，JNI 函数被看作是 JNIEnv �cȝ��成员�Ҏ��?/p>
字符串和国家语言支持

本文中��用的技术用 UTF �Ҏ��来�{换字�W�串。��用这些方法只是�ؓ了方便�v见，如果应用�E�序需要国家语�a�支持 (NLS)�Q�则不能使用�q�些�Ҏ��。有兛_�� Windows �?NLS 环境中处�?Java 字符串正��方法，请参标题�?NLS Strings and JNI 的一��论文�?/p>

回页�?/font>

��结

本文提供的示例用最常用的数据类据（�?jint �?jstring�Q�说明了如何实现本地�Ҏ��Q��ƈ讨论�?Windows 特定的几个问题，如显�C�字�W�串。本文提供的�C�Z��q�未包括全部 JNI�Q�JNI �q�包括其他参数类型，�?jfloat、jdouble、jshort、jbyte �?jfieldID�Q�以及用来处理这些类型的�Ҏ��。有兌��个主题的详细信息�Q�请参阅 Sun Microsystems 提供�?Java 本地接口规范�?/p>

关于作�?/span>

David Wendt �?IBM WebSphere Studio 的一名程序员�Q�该工作室位于北卡罗��q��州的 Research Triangle Park。可以通过 wendt@us.ibm.com 与他联系�?/p>

�q�幽 2008-08-08 05:17 发表评论

�q�幽 — Thu, 07 Aug 2008 17:38:00 GMT

1、基本用�?br>
JFileChooser dlg = new JFileChooser();
dlg.setDialogTitle("Open JPEG file");
int result = dlg.showOpenDialog(this); // 打开"打开文�g"对话�?br>// int result = dlg.showSaveDialog(this); // �?开保存文�g"对话�?br>if (result == JFileChooser.APPROVE_OPTION) {
File file = dlg.getSelectedFile();
...
}

2、自定义FileFilter

JDK没有提供默认的文件过滤器�Q�但提供了过滤器的抽象超�c�，我们可以�l�承它�?/p>

import javax.swing.filechooser.FileFilter;

public final class PictureFileFilter extends FileFilter {

private String extension;

private String description;

public PictureFileFilter(String extension, String description) {
super();
this.extension = extension;
this.description = description;
}

public boolean accept(File f) {
if (f != null) {
if (f.isDirectory()) {
return true;
}
String extension = getExtension(f);
if (extension != null && extension.equalsIgnoreCase(this.extension)) {
return true;
}
}
return false;
}

public String getDescription() {
return description;
}

private String getExtension(File f) {
if (f != null) {
String filename = f.getName();
int i = filename.lastIndexOf('.');
if (i > 0 && i < filename.length() - 1) {
return filename.substring(i + 1).toLowerCase();
}
}
return null;
}

}

其实主要��是accept(File f)函数。上例中只有一个过滤器�Q�多个过滤器可参考JDK目录�?#8220;demo\jfc\FileChooserDemo\src”中的“ExampleFileFilter.java”

3、多�?/p>

在基本用法中�Q�设�|?/p>

c.setMultiSelectionEnabled(true);

卛_��实现文�g的多选�?/p>

��d��选择的文件时需使用

File[] files = c.getSelectedFiles();

4、选择目录

利用�q�个打开对话框，不仅可以选择文�g�Q�还可以选择目录�?/p>

其实�Q�对话框有一个FileSelectionMode属性，光��认��gؓ“JFileChooser.FILES_ONLY”�Q�只需要将其修改�ؓ“JFileChooser.DIRECTORIES_ONLY”卛_��?/p>

JFileChooser c = new JFileChooser();
c.setFileSelectionMode(JFileChooser.DIRECTORIES_ONLY);
c.setDialogTitle("Select path to save");
int result = c.showOpenDialog(PrintDatetime.this);
if (result == JFileChooser.APPROVE_OPTION) {
String path = c.getSelectedFile().getAbsolutePath());
...
}

�q�幽 2008-08-08 01:38 发表评论

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�?Windows 中实�?Java 本地�Ҏ��

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