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标题: 【隐私盘算篇】Java(JDK17)通过JNI实现调用C++动态链接库(.so) [打印本页]
作者: 张春    时间: 2024-8-21 10:53
标题: 【隐私盘算篇】Java(JDK17)通过JNI实现调用C++动态链接库(.so)
在最近的工作中，须要通过Java调用C++的动态链接库（.so文件）。为此，我使用了Java的JNI（Java Native Interface）技能。我整理了一个简单的示例，供大家参考。
  
  JNI 是Java提供的一种机制，允许Java代码与本地应用步伐或库举行交互，尤其是那些用C或C++编写的库。这在须要与底层系统举行高效交互或调用现有的本地库时非常有效。
  
步骤1：创建工具静态库 (libcalc.a)

首先，我们编写一个简单的 cpp 文件（calc.cpp），这个文件包含一个执行加法运算的函数，然后将其编译成静态库。
calc.h
  
  1. // calc.h
  2. #ifndef CALC_H
  3. #define CALC_H
  5. class Calculator {
  6. public:
  7.     int add(int a, int b);
  8. };
  10. #endif // CALC_H
复制代码
calc.cpp
  
  1. // calc.cpp
  2. #include "calc.h"
  4. int Calculator::add(int a, int b) {
  5.     return a + b;
  6. }
复制代码
将这个文件编译成静态库： 
  
  1. g++ -c calc.cpp -o calc.o
  2. ar rcs libcalc.a calc.o
复制代码
这将生成一个名为 libcalc.a 的静态库文件。

步骤2：编写 Java 代码调用动态库 

接下来，使用 Java 17 编写一个类，加载动态库并调用本地方法。
CalcJNI.java
  
  1. public class CalcJNI {static {
  2.         System.loadLibrary("jni_add");
  3.     }
  4.     // 声明本地方法
  5.     public native int add(int a, int b);
  6.    
  7.     public static void main(String[] args) {
  8.     CalcJNI calc = new CalcJNI();
  9.     int result = calc.add(5, 3);
  10.     System.out.println("Result of 5 + 3 = " + result);
  11.     }
  12. }
复制代码

步骤3：生成 JNI 头文件 

从 JDK 10 开始，javah 已被弃用，我们可以直接使用 javac 的 -h 选项生成 JNI 头文件。
执行生成 JNI 头文件（CalcJNI.h）命令。
  
  1. javac -h . CalcJNI.java
复制代码
这会在当前目录生成 CalcJNI.h 文件，供我们在 C++ 代码中使用。

步骤4：创建桥接动态库 (libjni_add.so) 

接下来，我们编写一个动态库，动态库会链接到上面创建的静态库，并通过 JNI 袒露给 Java 使用。
jni_add.cpp
  
  1. #include <jni.h>
  2. #include "CalcJNI.h"  // 由 javah 生成的 JNI 头文件
  3. #include "calc.h"     // 包含静态库头文件
  5. JNIEXPORT jint JNICALL Java_CalcJNI_add(JNIEnv *env, jobject obj, jint a, jint b) {
  6.     Calculator calc;
  7.     return calc.add(a, b);
  8. }
复制代码
编译这个文件并生成动态库 
  
  1. g++ -fPIC -I${JAVA_HOME}/include -I${JAVA_HOME}/include/linux -c jni_add.cpp -o jni_add.o
  2. g++ -shared -o libjni_add.so jni_add.o -L. -lcalc
复制代码
上面的命令生成一个名为 libjni_add.so 的动态库文件。

步骤5：运行 Java 步伐 

最后，运行 Java 步伐：
  
  1. java CalcJNI
复制代码
如果一切顺遂，输出应该是：
  
  1. Result of 5 + 3 = 8
复制代码
小结

本次我们使用 C++ 实现了工具静态库和桥接动态库，并通过JNI与Java举行了集成。我们还使用了 JDK 17，并展示了怎样使用 javac 生成 JNI 头文件。
这套流程不仅支持更复杂的 C++ 功能，还能更好地与当代 Java 版本兼容。
改进代码组织结构

CMake管理代码组织结构

  
  1. project/
  2. │
  3. ├── CMakeLists.txt
  4. │
  5. ├── calc/            # 步骤1的静态库代码
  6. │   ├── CMakeLists.txt
  7. │   ├── calc.h
  8. │   └── calc.cpp
  9. │
  10. ├── calc_jni/        # 步骤4的动态库及JNI封装代码
  11. │   ├── CMakeLists.txt
  12. │   ├── calc_jni_wrapper.h
  13. │   ├── calc_jni_wrapper.cpp
  14. │   ├── jni_add.cpp
  15. │   └── calc_jni.h   # 步骤3生成的头文件
  16. │
  17. └── calc_project/    # 步骤2的Java代码
  18.     ├── CMakeLists.txt
  19.     ├── CalcJNI.java
  20.     ├── CalcTool.java
  21.     └── Demo.java
  23. # 需要事先定义CalcJNI接口，并通过javac生成calc_jni.h 头文件。
复制代码
外层的CMakeLists.txt

  
  1. cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
  2. project(CalcProject)
  4. # 添加子目录
  5. add_subdirectory(calc)
  6. add_subdirectory(calc_jni)
  7. add_subdirectory(calc_project)
复制代码
 新建一个build.sh

  
  1. rm -rf build
  2. javac -h ./calc_jni ./calc_project/CalcJNI.java
  3. mkdir build
  4. cd build
  5. cmake ..
  6. cmake --build .
  8. cd calc_project
  9. java -Djava.library.path=../calc_jni -cp calc_project.jar Demo
复制代码
   



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