不使用IDE作一次JNI开发

一般，在开发 JNI 程序时，咱们都会使用 IDE，例如 Eclipse , Android Studio , 这是由于工具简化了开发的流程，提高了工做效率，可是却让咱们愈来愈看不清本质的东西。所以，本篇文章就不使用 IDE 来作一次 JNI 开发，这样咱们就能够对原生 JNI 有个更全面的了解。

本文的例子是在 Ubuntu 16.04 下运行的。

新建项目

首先咱们新建一个项目目录叫 JNIDemo，而后进入这个目录

bxll:~$ mkdir JNIDemo
bxll:~$ cd JNIDemo/
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在 JNIDemo 目录下，新建一个叫 Hello.java 的文件，代码内容以下

package com.bxll.jnidemo;

public class Hello {
    static {
        System.loadLibrary("hello_jni");
    }

    static native String helloFromJNI();

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(helloFromJNI());
    }
}
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首先，在静态代码块中，经过 System.loadLibrary() 方法加载一个名为 hello_jni 的库，在 Linux 平台下，这个库的全名叫作 libhello_jni.so，在 Windows 平台下，这个库的名字叫作 hello_jni.dll。因为我使用的是 Ubuntu，所以一会编译这个库的名字就 必须 为 libhello_jni.so。

而后，定义了一个 native 方法 helloFromJNI()，这个方法须要在动态库中实现，这个稍后就会看到。

最后，在 main() 方法中，调用这个 native 方法，并输出这个方法的返回结果。

编译Java文件

在编译 Hello.java 文件以前，咱们须要建立一个存放字节码文件的目录，这个目录暂且就叫作 classes 吧

bxll:~/JNIDemo$ mkdir classes
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而后，咱们把编译生成的字节码文件输出到这个目录

bxll:~/JNIDemo$ javac -d classes/ Hello.java
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javac 的 -d 参数表示输出的目录，更多参数请参考 javac 。

生成头文件

在执行生成头文件操做以前，咱们必需要搞清楚一个问题，那就是为什么要生成头文件？ 由于头文件中声明的函数和Java文件中声明的native方法是一一对应的关系，虚拟机会自动帮咱们创建这层联系，这也称之为静态注册。

在生成头文件以前，咱们须要建立一个存放头文件的目录jni

bxll:~/JNIDemo$ mkdir jni
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而后把生成头文件的目录指定为 jni

bxll:~/JNIDemo$ javah -classpath classes/ -d jni/ com.bxll.jnidemo.Hello
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javah 的 -classpath 参数指定字节码的目录，就是咱们刚才编译文件所指定的目录，-d 参数指定头文件生成的目录，最后的 com.bxll.jnidemo.Hello 指定字节码文件的全路径。更多的 javah 命令参数请参考 javah 。

ok, 如今头文件生成了，咱们如今来看看它的内容吧，简化版的内容以下

// com_bxll_jnidemo_Hello.h
/* * Class: com_bxll_jnidemo_Hello * Method: helloFromJNI * Signature: ()Ljava/lang/String; */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_bxll_jnidemo_Hello_helloFromJNI (JNIEnv *, jclass);
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咱们只须要关心这个函数原型(其余都是C/C++相关的事)，由于Java_com_bxll_jnidemo_Hello_helloFromJNI 这个函数就是对应的 Hello.java 中的 native 方法 helloFromJNI()。

另外呢，咱们还能够看到有三行注释，第一个注释 Class: com_bxll_jnidemo_Hello 指明了这个函数与哪一个 Java类 相关，第二个注释 helloFromJNI 指明是实现了哪一个 native 方法，第三个参数 ()Ljava/lang/String; 表明Java类的native方法在JNI中的签名。

JNIEXPORT 和 JNICALL 都是宏，由于不一样平台调用动态库中的方法有不一样的规范，而这两个宏就是为了作兼容处理，在 Linux 平台，这两个宏其实没有什么用，由于这两个宏都是定义为空的。

实现头文件

既然从头文件中已经了解到函数原型，那么就好实现了

// com_bxll_jnidemo_Hello.cpp

#include "com_bxll_jnidemo_Hello.h"

extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_bxll_jnidemo_Hello_helloFromJNI (JNIEnv * env, jclass clazz) {
    const char * str_hello = "Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(str_hello);
}
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这里涉及到 JNI 如何生成字符串的，这里暂不作详述。

编译动态库

既然咱们已经实现了底层函数，就须要将这些打包成库，以方便 Java 层加载。咱们选择把源文件打包成动态库，可是在执行这个动做以前，咱们必须保证操做系统的 Java开发环境已经部署稳当，最好也设置了 JAVA_HOME 环境变量，先看下个人 JAVA_HOME 环境变量

bxll:~/JNIDemo$ echo $JAVA_HOME
/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/
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那么，如今来生成动态库吧

bxll:~/JNIDemo$ g++ -I $JAVA_HOME/include -I $JAVA_HOME/include/linux -fPIC -shared jni/com_bxll_jnidemo_Hello.cpp -o jni/libhello_jni.so
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g++ 的 -I 参数指明 JNI 头文件的位置，-fPIC 表示变成成与位置无关的独立代码，-shared 表示编译成动态库，-o 指明生成动态库的目录以及名字，在 Linux 系统下，动态库的名字的形式为 libXXX.so。

运行程序

如今动态库都生成了，那么能够运行程序了吗？咱们试一下

bxll:~/JNIDemo$ java -classpath classes/ com.bxll.jnidemo.Hello
Exception in thread "main" java.lang.UnsatisfiedLinkError: no hello_jni in java.library.path
	at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1867)
	at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:870)
	at java.lang.System.loadLibrary(System.java:1122)
	at com.bxll.jnidemo.Hello.<clinit>(Hello.java:6)
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java.lang.UnsatisfiedLinkError 就是告诉你动态库没有连接上，而且后面有说明缘由no hello_jni in java.library.path，告诉你 java.library.path 没有发现名为 hello_jni 的动态库，在 Linux 平台下，也就是没有发现 libhello_jni.so 库。

既然咱们已经知道缘由是在 java.library.path 属性所指定的目录下没有找到库，那么我能够把生成的库放到这个指定路径下，这样就能够了吧。没错，确实能够，可是这样未免太麻烦，在 Linux 平台下，能够把库的路径加入到 LD_LIBRARY_PATH 环境变量中，程序也会在这个路径下搜索库。

因为个人开发环境中暂时尚未定制本身的库，所以 LD_LIBRARY_PATH 这个环境变量为空，那么如今咱们设置下

bxll:~/JNIDemo$export LD_LIBRARY_PATH=./jni/
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咱们把库的搜索路径指定到了当前目录下的 jni 目录，由于刚才咱们把动态库输出到这个目录下。

那么，如今再运行这个 Java 程序，你就会看到想要的效果

bxll:~/JNIDemo$ java -classpath classes/ com.bxll.jnidemo.Hello
Hello from C++
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结果已经说明一切。

延伸阅读

Linux平台下静态库和动态库

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