淺談C++與Java混合編程
實現(xiàn)原理
實現(xiàn)Java和C++的交互,使用的技術(shù)是稱為JNI( Java Native Interface ),C++編寫的程序,只要實現(xiàn)JNI生成的接口,則可以讓Java程序調(diào)用,而Java編寫的程序,C++調(diào)用,則需要運(yùn)行Java虛擬機(jī),通過JNI查詢調(diào)用Java實現(xiàn)的方法。
環(huán)境變量設(shè)置
本文中使用的Java的版本是( build 1.6.0_03-b05 ),C++的版本為VC++ 6.0版本。并根據(jù)你本機(jī)上的Java和C++安裝目錄設(shè)置以下的環(huán)境變量
注意不要缺少Java的include和lib這三個紅線標(biāo)出部分(為源碼包文件中的cpp-env.Bat這個批處理文件)。
設(shè)置Java的環(huán)境變量,如下圖所示
注意紅線標(biāo)注的這處部分,這部分與C++調(diào)用Java的方法時候影響非常重要(為源碼包文件中的java-env.Bat這個批處理文件)。 在command模式運(yùn)行這兩個批處理文件后,就可以在command模式運(yùn)行demo程序了。
Java調(diào)用C++的方法
源碼文件中 %SRC%/Java-cpp目錄中的WinFile.java的這個文件(Java語法規(guī)定類名與文件名必須一致),定義了一個WinFile類,這個類的內(nèi)容如下
在代碼的第18行,聲明一個帶native屬性的方法GetFilesFromDir,這個方法傳入一個字符類參數(shù),并返回一個字符類參數(shù),而System.loadLibrary則會加載指定的共享鏈接庫,參數(shù)所示加載的動態(tài)庫為libwinfile.dll,在windows平臺上,執(zhí)行時會自動加入后綴.dll。 在command模式運(yùn)行以下命令:
***條命令則會生成WinFile.class的編譯文件,而第二條命令則會生成WinFile.h這個頭文件,這個頭文件包含了WinFile.java中的native的方法的C/C++語言的定義。
在C/C++的語言定中,Java語言的String的定義為jstring,注意,Java的語言的字符與程序的編碼都是以UTF-8編碼實現(xiàn)的,所以Java中的中文字符在C++的方法中如果沒有編碼轉(zhuǎn)換,則會顯示為亂碼。同理,在C++的方法中將中文字符返回給Java,如果沒有將字符編碼轉(zhuǎn)為UTF-8,在Java的方法顯示同樣會是亂碼。
以上為%SRC%/Java-cpp/WinFile.cpp的部分代碼,代碼中實現(xiàn)了兩個函數(shù),一個是將UTF-8轉(zhuǎn)為GB2312,另一個為將GB2312轉(zhuǎn)為UTF-8,而jni.h這個頭文件中也同時提供了jstring與char*的類型之間轉(zhuǎn)換函數(shù)。
GetStringUTFChars NewStringUTF
運(yùn)行如下編譯命令:
cl -GX -LD WinFile.cpp -FelibWinFile.dll
則生成libWinFile.dll這個動態(tài)庫(注意,生成的名稱要與System.loadLibrary這個函數(shù)內(nèi)的參數(shù)的名稱一致),運(yùn)行這個Java的類。
則輸出如下
C++調(diào)用Java類方法
這里演示String作為參數(shù)的調(diào)用返回的方法,其它的類型的方法調(diào)用也類似。
創(chuàng)建一個靜態(tài)聲明的Java方法
這個方法將會接受一個C++的傳入的字符參數(shù),并返回Java的字符類,讓C++函數(shù)輸出內(nèi)容。代碼位于%SRC%/cpp-java/WinFile.java
編譯該文件后生成是一個java字節(jié)碼的文件,它必須要運(yùn)在JVM上,C++要執(zhí)這些Java字節(jié)碼,必須要運(yùn)行JVM,運(yùn)行JVM的代碼位于文件%SRC%/cpp-java/WinFile.cpp中,如下圖所示
通過JNI_CreateJavaJVM這個函數(shù),C++則會運(yùn)行JVM,注意,生成的WinFile.exe這個文件提示需要jvm.dll,但是千萬不要將jvm.dll從jre這個目錄拷貝到WinFile.exe這個目錄,因為jvm能夠正常運(yùn)行,必須依賴jre的java庫和其它的動態(tài)庫,雖然從dependency看不出jvm.dll依賴jre中的其它庫和文件。如果把jvm.dll抽離出來與WinFile.exe位于同一目錄,雖然能夠運(yùn)行,但JNI_CreateJavaJVM調(diào)用永遠(yuǎn)失敗的。解決方法,就是將jvm.dll這個動態(tài)庫加入的搜索路徑中,如上面的批處理文件所示。
成功建立Java虛擬機(jī)后,就需要動態(tài)獲得類名,并通過類名和函數(shù)簽名獲得Java的方法,獲得函數(shù)簽名的方法是運(yùn)行如下命令。
Java -s -p WinFile
則輸出了我們在Java文件中定義的函數(shù)的簽名,
剩下的事情就是要負(fù)責(zé)將字符的參數(shù)進(jìn)行編碼調(diào)用,如下圖標(biāo)注出值得注意的地方
參數(shù)的轉(zhuǎn)換過程是為char*轉(zhuǎn)為UTF8編碼再轉(zhuǎn)變成為jstring偉入java方法,java方法的返回值也應(yīng)該是先轉(zhuǎn)成jstring類型,再轉(zhuǎn)為char*類型再轉(zhuǎn)為GB2312。運(yùn)行程序,輸出結(jié)果如下
總結(jié)
混合語言編程要注意的是編碼傳輸,語言運(yùn)行環(huán)境的因素。例如要在C++中構(gòu)造Java的運(yùn)行環(huán)境。混合語言編程有困難,但也很有趣,兩種語言的優(yōu)點都可以得到,不是很好的事情嗎?