【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

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calc.cpp
  

1. // calc.cpp
2. #include "calc.h"
4. int Calculator::add(int a, int b) {
5.     return a + b;
6. }

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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

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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. }

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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

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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. }

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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

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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

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如果一切顺遂，输出应该是：
  

1. Result of 5 + 3 = 8

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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。

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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。

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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)

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 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

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