前言

我們知道Java是一種編譯解釋型語(yǔ)言焕檬，編譯后得到.class文件再經(jīng)由jvm解釋執(zhí)行饱搏，盡管jvm現(xiàn)在已經(jīng)相當(dāng)高效眉踱，但和C/C++這種可以直接編譯為可執(zhí)行文件的語(yǔ)言相比效率還是略遜一籌荠耽。為了讓Java更加高效也為了跨平臺(tái)能力，JNI（Java Native Interface）應(yīng)運(yùn)而生蜀铲。

JNI簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是讓Java方法中可以調(diào)用C函數(shù)，C函數(shù)也可以調(diào)用Java属百。這樣做的好處有很多：在計(jì)算密集型場(chǎng)景適當(dāng)使用jni可以顯著提高效率蝙茶；需要直接操作內(nèi)存時(shí)JNI更加合適，例如Object類中的clone()方法诸老；本地鏈接庫(kù)不易破解隆夯，核心算法和一些加/解密操作可以放在本地方法中。

下面我會(huì)寫(xiě)一個(gè)小示例别伏，用到的工具和環(huán)境如下：

• windows系統(tǒng)
• jdk環(huán)境
• IntelliJ IDEA(Java IDE)
• Clion(C IDE蹄衷，一般來(lái)說(shuō)用Visual Studio的多一些，但是我比較喜歡jetbrains的風(fēng)格)
• MinGW（Win下的編譯器厘肮，Clion需要靠這個(gè)來(lái)編譯）

1. 在Java文件定義本地方法并生成頭文件

package com.leqi.example;

public class Hello {

    public static native String helloFromNative();

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(helloFromNative());
    }
}

IDEA新建一個(gè)類Hello愧口，定義一個(gè)native方法helloFromNative()，方法返回一個(gè)String類类茂。

如果你是Kotlin愛(ài)好者耍属，可以這么寫(xiě)，新建Koltin File（名字隨便起）：

@file:JvmName("Hello")
package com.leqi.example

external fun helloFromNative(): String

fun main() {
    System.load("C:\\Users\\LG\\Desktop\\libNativeHello.dll")
    println(helloFromNative())
}

Kotlin和Java并無(wú)本質(zhì)上的區(qū)別巩检，只是要注意Kotlin File編譯后文件名會(huì)發(fā)生改變厚骗，只需要指定JvmName用起來(lái)就差不多了。

點(diǎn)擊IDEA的綠色小錘子編譯項(xiàng)目兢哭，然后在這個(gè)目錄下找到編譯后的.class文件领舰。

隨后打開(kāi)命令行工具，cd到項(xiàng)目文件夾名\out\production\項(xiàng)目文件夾名下迟螺，輸入命令javah com.leqi.example.Hello冲秽，不指定輸出目錄的話頭文件會(huì)自動(dòng)生成在當(dāng)前目錄下。

如果jdk版本高矩父，javah命令被移除的話可以用javac -h命令代替锉桑。用命令行生成只是為了省事，后期熟練了自己手寫(xiě)頭文件也是沒(méi)關(guān)系的窍株。

2. 編譯動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)

打開(kāi)Clion新建C++Library項(xiàng)目民轴，Library type選擇shared攻柠。

第一次新建項(xiàng)目時(shí)如果沒(méi)有配置編譯工具的話點(diǎn)擊file - setting中，找到Toolchains然后添加MinGW杉武，把MinGW的根目錄選中即可辙诞。

接下來(lái)把上一步得到的頭文件copy到項(xiàng)目中，再找到j(luò)dk安裝目錄轻抱，在include目錄下找到j(luò)ni.h文件飞涂，include/win32目錄下找到j(luò)ni_md.h，這兩個(gè)文件也copy到項(xiàng)目中祈搜。

新建Hello.cpp较店，代碼如下：

#include "com_leqi_example_Hello.h"
#include "string"

extern "C" {

JNIEXPORT jstring
JNICALL Java_com_leqi_example_Hello_helloFromNative
        (JNIEnv *env, jclass) {
    std::string hello = "Hello World from C++";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}
}

extern "C"很重要，它的功能是讓編譯器以處理 C 語(yǔ)言代碼的方式處理C++代碼容燕，否則jni調(diào)用時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題梁呈。

JNI函數(shù)命名是有一些規(guī)則的，并不是我們想怎么寫(xiě)就怎么寫(xiě)蘸秘，首先是JNIEXPORT表明這還是個(gè)可被外部調(diào)用的函數(shù)官卡。

接下來(lái)是函數(shù)的返回值jstring，這個(gè)東西可以展開(kāi)講講醋虏，我們知道Java和C是兩套東西寻咒，它們的基本數(shù)據(jù)類型是不可以直接互相調(diào)用的，所以jni頭文件中就定義了各種各樣的映射颈嚼，我在別人博客盜了個(gè)表格：

JNICALL表明這個(gè)函數(shù)是個(gè)jni函數(shù)，jni函數(shù)名的命名也是有規(guī)則的阻课，Java_Java包名_Java類名_native函數(shù)名叫挟，函數(shù)都會(huì)有兩個(gè)固定的參數(shù)JNIEnv *env, jclass是由jvm虛擬機(jī)傳入的，env指針提供了大量的訪問(wèn)java變量和方法的函數(shù)限煞，后面會(huì)常用到抹恳。

接下來(lái)修改CMakeLists.txt文件：

cmake_minimum_required(VERSION 3.17)
project(NativeHello)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)

add_library(NativeHello SHARED com_leqi_example_Hello.h Hello.cpp)

其實(shí)CMakeLists也很容易理解，主要把你要編譯的文件名寫(xiě)在add_library中的SHARED后面即可晰骑。

最后點(diǎn)擊綠色的小錘子編譯一下項(xiàng)目适秩，然后可以看到libNativeHello.dll文件，這個(gè)就是我們要的C函數(shù)庫(kù)硕舆，現(xiàn)在把它c(diǎn)opy到桌面或者容易找的地方。

3. Java中調(diào)用C函數(shù)庫(kù)

回到IDEA骤公，在Hello.java中略作修改：

package com.leqi.example;

public class Hello {

    public static native String helloFromNative();

    public static void main(String[] args) {
        System.load("剛才編譯好的.dll文件的絕對(duì)路徑");
        System.out.println(helloFromNative());
    }
}

運(yùn)行看一下結(jié)果

OK抚官，大功告成，接下來(lái)我會(huì)寫(xiě)一篇C和Java之間傳遞復(fù)雜數(shù)據(jù)類型的文章阶捆。