技术标签: jvm c++ java 深入理解Java虚拟机
前言,前几个月泛泛的看了一下c++的相关书籍。在看的过程中,做几个例子啥的没啥感觉。但是在整合起来的过程中还是发现了蛮多问题。
JNI (Java Native Interface,Java本地接口)是一种编程框架 ,使得Java虚拟机中的Java程序可以调用本地应用/或库,也可以被其他程序调用。 本地程序一般是用其它语言(C、C++或汇编语言等)编写的,并且被编译为基于本机硬件和操作系统的程序。
有些事情Java无法处理时,JNI允许程序员用其他编程语言来解决。例如,Java标准库不支持的平台相关功能或者程序库。也用于改造已存在的用其它语言写的程序,供Java程序调用。许多基于JNI的标准库提供了很多功能给程序员使用,例如文件I/O、音频相关的功能。当然,也有各种高性能的程序,以及平台相关的API实现,允许所有Java应用程序安全并且平台独立地使用这些功能。
理解:JNI是一种约束和规范,我们可以通过java调用动态链接库来实现java不好处理的场景。
我这边使用的环境是vs2019、idea2021、clion2019。其他的版本目前没尝试,我估计大概都差不多,书写到这里只是做了一个demo。
Demo的场景是,通过java的jni标准库调用c++动态联,获取float或double的二进制数据,并返回String打印!
我这里踩过的坑不少,提前梳理一下:
上面的问题足足折磨我了好几天,因为在过程中,我只是需要做个demo,跑完Hello World之后。想到一个场景,就想去证实一下,没想到……,下面我整理一下我的过程:
首先需要使用到JNI中的关键字native关键字,类似和java中的interface一样。eg:
public class FloatAndDouble2Binary {
public native String float2Binary(float v_f);
public native String double2Binary(double v_d);
static {
System.loadLibrary("doubleAndFloat2binary");
}
public static void main(String[] args) {
double d=3.14;
String s = new FloatAndDouble2Binary().double2Binary(d);
System.out.println("double:"+s);
float f=3.14f;
String sf = new FloatAndDouble2Binary().float2Binary(f);
System.out.println("float:"+sf);
}
}
这样我们就写好了接口,但是如何转换成c++的头文件呢?__有两种方式:
进入到源文件的目录,在搜索框中输入cmd,进入控制台:
javac -h . DFUtils.java
然后在目录里面你会发现多了两个文件:一个以.h结尾的文件,一个以.class结尾的二进制文件。
Ps:将.h的文件放入到一个文件夹中,这里提前说过的。做个伏笔
这里看多了或者写过c++文件的人就知道如何做了。推荐使用指令生成!
打开Clion工具,点击New CMake Project from Sources,此时会自动生成一个CMakeLists.txt配置的文件。
cmake_minimum_required(VERSION 3.15) #cmake 兼容最低的版本
project(double) #项目名
set(CMAKE_CXX_STANDARD 14) #cmake 编译的版本
include_directories(.) #include //包括的路径 可以理解为环境变量
include_directories(F:/include)
include_directories(F:/include/win32)
include_directories(F:/include/win32/bridge)
add_library(doubleAndFloat2binary SHARED
com_company_float_double_class_FloatAndDouble2Binary.cpp
com_company_float_double_class_FloatAndDouble2Binary.h)
# 查找当前目录下的所有源文件
# 并将名称保存到 DIR_SRCS 变量
aux_source_directory(. DIR_SRCS)
#add_excutable(项目名 待编译的项目.c 待编译的项目.h),与add_library不要同时使用
#否则会出现编译错,又要生成动态链接又要生成可执行的文件,是不行的!
如果使用jni的,你会得到提示jni无法找到的问题。这时候你需要到你自己jdk的配置目录找到include文件夹,其目录为<JAVA_HOME>/include
在CMakeLists.txt 中加入include_directories(path)即可。
clion的步骤:File-Settings-Build,Execution,Deployment-ToolChains,我这里最开始安装的Cygwin,但是编译出来的时32为的动态连,在64位的机器上会出错。找了N多资料,还是没有找到,最终下载安装了VS。
安装VS的版本也是有要求的,如果在Toolchains里面提示过高过低,你可以降低或者升级vs的版本即可解决。
Environment的目录为你安装vs的根目录,clion的Toolchains会自动搜索,其中Architecture,选择你对应cpu的版本,Platforms目前还不知道目的,有知道的朋友可以帮忙填空。Version自动会进行选择,
//com_company_float_double_class_FloatAndDouble2Binary.cpp
#include <jni.h>
#include "com_company_float_double_class_FloatAndDouble2Binary.h"
#include <iostream>
char* strChars;
template <typename T>
char* double2Template(T v);
char* value2Binary(char* point, int sof) {
const int length = sof * 8+1;
strChars = new char[length];
int index = 0;
for (int i = sof - 1; i >= 0; i--) {
char item = point[i];
for (int j = 7; j >= 0; j--) {
strChars[index] = (item >> j & 1)+'0';
index++;
}
}
strChars[length-1]='\0';
return strChars;
}
template<typename T>
char* double2Template(T v) {
int sof = sizeof(v);
const int lengt = sof * 8 ;
char* point = (char*)(&v);
char* arry = value2Binary(point, sof);
return arry;
}
/*
* Class: com_company_float_double_class_FloatAndDouble2Binary
* Method: float2Binary
* Signature: (F)Ljava/lang/String;
*/
JNIEXPORT jstring
JNICALL Java_com_company_float_1double_1class_FloatAndDouble2Binary_float2Binary
(JNIEnv *env, jobject obj, jfloat f) {
int byteLen = sizeof(jfloat);
double2Template(f);
return env->NewStringUTF(strChars);
}
/*
* Class: com_company_float_double_class_FloatAndDouble2Binary
* Method: double2Binary
* Signature: (D)Ljava/lang/String;
*/
JNIEXPORT jstring
JNICALL Java_com_company_float_1double_1class_FloatAndDouble2Binary_double2Binary
(JNIEnv * env, jobject obj, jdouble d) {
double2Template(d);
return env->NewStringUTF(&*strChars);
}
如果按照我上面的全部编写成功,可以使用快捷键ctrl+F9或者使用[Build-Build Project]进行编译。此时会看到一个.dll的文件。
在java中添加引用dll的文件
static{
System.load("文件名");
}
将文件赋值到<Java_HOME>/bin目录下,直接运行java调用(也可以在idea中导入dll的动态链接库,网上有很多博客可以参考)。
//使用java 得到float的二进制数
float f=3.14f;
int ibyte= Float.floatToIntBits(f);
StringBuilder sb=new StringBuilder();
for (int i=31;i>=0;i--){
sb.append(ibyte>>i&1);
}
// 或者是直接遍历
// Integer.toBinaryString(ibyte);
System.out.println(sb);
至此Java调用c++动态库就成功了。一个简单的Hello World就此就完结了。
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