睡前來統整一下以前找過跟做過的資料，方便給隊友們參考，當然有其他不足或錯誤的地方也請大家指正。我主要是針對幾個常用的case來介紹，並不打算深入探討細節的部份。
JNI 是用來讓Java跟別種語言溝通的函式庫，如果我們舉C/C++ 為例，便分為C call Java與Java call C。
Java call C
這段是參考[1]的第二章。
1. 建立一個 Java class (HelloWord.java)。在這個class裡宣告一個native method (print)，然後在 main() 裡呼叫這個 method。此時，我們呼叫 printf() 時，它的實體是用 C/C++ 所寫的。
class HelloWorld {
private native void print();
public static void main(String[] args) {
new HelloWorld().print();
}
static {
System.loadLibrary("HelloWorld");
}
}
上例中的System.loadLibrary("HelloWorld")會去找你程式目錄下的HelloWorld.dll或HelloWorld.so，這之後會提到。
2. Compile HelloWorld.java，用javac指令。
3. 產生一個 native method 的 header file。
指令: javah -jni HelloWorld
這裡，我們用javah可以產生 .h 檔，接著就是實作這個 .h 檔的 .cpp，然後就可以 compile 成 .dll 或 .so 了。cpp 的範例如下：
#include <jni.h>
#include <stdio.h>
#include "HelloWorld.h"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_HelloWorld_print(JNIEnv *env, jobject obj)
{
printf("Hello World!\n");
return;
}
記得專案的設定中需指定好 jni.h 的目錄。如果是用VS系列的話，專案新增時選DLL版本，compile過後就會輸出HelloWorld.dll。
4. 最後，將HelloWorld.class跟HelloWorld.dll放在一起後，執行 java HelloWorld 就可以看到結果囉。
註: HelloWorld.dll 其實也不一定要跟 HelloWorld.class 放在一起，有個環境變數叫LD_LIBRARY_PATH，它便是用來設定 native library path。還有一種方式，就是利用java指令來指定路徑。下方是將路徑設為當前目錄。
java -Djava.library.path=. HelloWorld
C call Java
這段是參考[1]的第七章與其他收集的資料。
首先，我們用java寫一個 class Prog，請他印出些字，然後用javac去compile出 .class。
public class Prog {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello World " + args[0]);
}
}
基本上這段程式是可以直接用java指令去執行的，但我們的目標是要產生一個 .c 檔來呼叫它，其流程大致如下：
- 喚醒 Java VM
- 載入指定class path下的所有 .class 們
- 找到你想要執行的class及其 method ID。
- 呼叫 method。
對照第七章的範例來看的話，步驟一加二的程式如下。舊版的JNI 有提供JNI_GetDefaultJavaVMInitArgs，新版的還是請大家自己乖乖指定好 class path 跟其他資訊。JNI_CreateJavaVM 會提供兩個重要的指標，jvm 是指向一個新開的JavaVM，env則是待會讓你用來對java class做怪怪事的介面。
JavaVMInitArgs vm_args;
JavaVMOption options[1];
options[0].optionString =
"-Djava.class.path=" USER_CLASSPATH;
vm_args.version = 0x00010002;
vm_args.options = options;
vm_args.nOptions = 1;
vm_args.ignoreUnrecognized = JNI_TRUE;
/* Create the Java VM */
res = JNI_CreateJavaVM(&jvm, (void**)&env, &vm_args);
步驟三加四如下。
cls = (*env)->FindClass(env, "Prog");
if (cls == NULL) {
goto destroy;
}
mid = (*env)->GetStaticMethodID(env, cls, "main",
"([Ljava/lang/String;)V");
if (mid == NULL) {
goto destroy;
}
jstr = (*env)->NewStringUTF(env, " from C!");
if (jstr == NULL) {
goto destroy;
}
stringClass = (*env)->FindClass(env, "java/lang/String");
args = (*env)->NewObjectArray(env, 1, stringClass, jstr);
if (args == NULL) {
goto destroy;
}
(*env)->CallStaticVoidMethod(env, cls, mid, args);
比較可能看不懂的地方是在GetStaticMethodID的第四個參數，這種詭異的寫法稱為JNI signature，當我們呼叫 Java method 時需要寫一些 signature，用來檢查你指定的型態是否與該 method 一樣。舉些例子好了。
Java constructor:
String s
對應到的signature為:
(Ljava/lang/String;)V
Java method:
String toString()
對應到的signature為:
()Ljava/lang/String;
Java method:
long myMethod(int n, String s, int[] arr)
對應到的signature為:
(ILjava/lang/String;[I)J
看了那麼多一定還看不懂對吧？基本上，一個函式會有參數值與回傳值，signature 的規則便是先用 () 描述參數值型態，後面再接回傳值型態。比較特別的，是如果有用到某個 package，除了要打出 package path 外還要加個分號！
下面列出其對應的所有規則，比較一下就可以知道了。
- B=byte
- C=char
- D=double
- F=float
- I=int
- J=long
- S=short
- V=void
- Z=boolean
- Lfully-qualified-class=fully qualified class
- [type=array of type>
- (argument types)return type=method type. If no arguments, use empty argument types: (). If return type is void (or constructor) use (argument types)V.
如果 method signature 不對的話，還會出現類似以下的錯誤訊息。
#
# An unexpected error has been detected by Java Runtime Environment:
#
# Internal Error (sharedRuntime.cpp:552), pid=7304, tid=2492
# Error: guarantee(cb != 0,"exception happened outside interpreter, nmethods and vtable stubs (1)")
#
# Java VM: Java HotSpot(TM) Client VM (10.0-b19 mixed mode, sharing windows-x86)
# If you would like to submit a bug report, please visit:
# http://java.sun.com/webapps/bugreport/crash.jsp
#
最後，你可能會想問：我要如何知道一個 Java class 裡的所有 method 到底需要哪幾種 signature ？ 除了自己一個個看以外，J2SDK 有提供神奇指令來幫助我們！
javap -s -p classname
Reference:
[1] Java Native Interface: Programmer's Guide and Specification
[2] Invocation API of JNI Enhancement
[3] Creating a JVM from a C Program
[4] JNI Spec
[5] JNI Functions
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