Java调用So库详解

一、概述

So库是在Linux系统上广泛使用的库文件，它是被编译的二进制文件，可以包含多个函数和变量，是在编译链接时与可执行文件一起生成的，其主要作用是提供一些系统级别的功能给应用程序使用。Java通过JNI技术可以与So库进行交互从而实现各种系统级别的功能。

二、JNI技术简介

Java Native Interface，简称JNI，是一种Java平台上的本地方法，它允许Java代码与其他语言编写的代码进行交互，包括C、C++和汇编语言。JNI通过Java虚拟机提供的本地方法接口来实现Java与本地代码的交互。

在Java中使用JNI技术调用So库，需要完成以下步骤：

1、编写So库，So库中包含需要调用的函数实现；

2、定义Java本地方法，声明本地方法的时候需要使用native关键字，并且需要在Java代码中声明一个对应的本地方法实现；

3、使用javac编译Java代码生成class文件；

4、使用Javah工具生成本地方法对应的头文件，这个头文件中包含java代码中声明的本地方法的函数原型；

5、实现包含本地方法的C/C++源文件，包括JNI环境初始化和本地方法实现；

6、编译生成So库文件。

三、Java调用So库的实现

下面的示例演示了如何在Java代码中调用So库中的函数：

public class SoLibrary {
    static {
        System.loadLibrary("example"); //加载So库
    }

    public native int add(int a, int b); //定义一个本地方法

    public static void main(String[] args) {
        SoLibrary lib = new SoLibrary();
        int result = lib.add(1, 2); //调用本地方法
        System.out.println("Result is " + result); //输出结果
    }
}

在上面的示例中，使用System.loadLibrary函数加载了名字为example的So库。接着定义了本地方法add，并声明了一个对应的本地方法的实现。在实现中，使用了JNI环境的函数获取到Java传递的参数，调用So库中的函数完成计算后返回结果。

四、常见问题

1、如何在So库中返回字符串类型的数据？

在So库中返回字符串类型的数据时，需要使用JNI函数NewStringUTF来新建一个Java字符串对象来传递数据。如：

const char* str = "Hello JNI";
jstring jstr = env->NewStringUTF(str);
return jstr;

在Java中获取这个String对象可以使用JNIEnv的GetStringUTFChars函数：

String str = new String(add); //add是返回的jstring对象
String result = env. GetStringUTFChars(jstr, 0);

2、Java代码如何调用带有回调函数的So库？

在So库中需要调用Java代码中的回调函数时，需要使用到JNI的反射机制。具体步骤如下：

1、定义接口类CallBackInterface，并声明回调函数的原型。

2、在Java代码中实现CallBackInterface，并注册回调函数。

3、在So库中使用JNIEnv获取到CallBackInterface的Class对象，通过调用env->GetMethodID获取到回调函数的MethodID。

4、在So库中直接调用回调函数。

3、如何在Java代码中获取So库中的变量？

在So库中定义变量时需要采用JNI的方式，将变量定义在全局静态区中。Java代码中，可以使用JNI提供的访问全局变量的函数来获取这个变量的值。如：

public class SoLibrary {
    static {
        System.loadLibrary("example");
    }

    public static native String getVar(); //调用获取变量值的函数

    public static void main(String[] args) {
        String var = getVar();
        System.out.println("The value of var is " + var);
    }
}

在So库中定义和获取全局变量可以参考以下代码：

static jstring jvar = NULL; //定义一个全局静态变量

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_example_setVar(JNIEnv* env, jobject obj, jstring var) {
    jvar = var; //直接为全局变量赋值
}

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_example_getVar(JNIEnv* env, jobject obj) {
    return jvar; //直接返回全局变量
}

五、总结

本文详细介绍了Java调用So库的过程，包括了使用JNI技术与So库进行交互的步骤，提供了示例代码演示了如何在Java中调用So库中的函数，解决了在So库中返回字符串类型的数据、调用带有回调函数的So库、获取So库中的变量等常见问题。

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