Java調用So庫詳解

一、概述

So庫是在Linux系統上廣泛使用的庫文件，它是被編譯的二進位文件，可以包含多個函數和變數，是在編譯鏈接時與可執行文件一起生成的，其主要作用是提供一些系統級別的功能給應用程序使用。Java通過JNI技術可以與So庫進行交互從而實現各種系統級別的功能。

二、JNI技術簡介

Java Native Interface，簡稱JNI，是一種Java平台上的本地方法，它允許Java代碼與其他語言編寫的代碼進行交互，包括C、C++和彙編語言。JNI通過Java虛擬機提供的本地方法介面來實現Java與本地代碼的交互。

在Java中使用JNI技術調用So庫，需要完成以下步驟：

1、編寫So庫，So庫中包含需要調用的函數實現；

2、定義Java本地方法，聲明本地方法的時候需要使用native關鍵字，並且需要在Java代碼中聲明一個對應的本地方法實現；

3、使用javac編譯Java代碼生成class文件；

4、使用Javah工具生成本地方法對應的頭文件，這個頭文件中包含java代碼中聲明的本地方法的函數原型；

5、實現包含本地方法的C/C++源文件，包括JNI環境初始化和本地方法實現；

6、編譯生成So庫文件。

三、Java調用So庫的實現

下面的示例演示了如何在Java代碼中調用So庫中的函數：

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

    public native int add(int a, int b); //定義一個本地方法

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

在上面的示例中，使用System.loadLibrary函數載入了名字為example的So庫。接著定義了本地方法add，並聲明了一個對應的本地方法的實現。在實現中，使用了JNI環境的函數獲取到Java傳遞的參數，調用So庫中的函數完成計算後返回結果。

四、常見問題

1、如何在So庫中返回字元串類型的數據？

在So庫中返回字元串類型的數據時，需要使用JNI函數NewStringUTF來新建一個Java字元串對象來傳遞數據。如：

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

在Java中獲取這個String對象可以使用JNIEnv的GetStringUTFChars函數：

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

2、Java代碼如何調用帶有回調函數的So庫？

在So庫中需要調用Java代碼中的回調函數時，需要使用到JNI的反射機制。具體步驟如下：

1、定義介面類CallBackInterface，並聲明回調函數的原型。

2、在Java代碼中實現CallBackInterface，並註冊回調函數。

3、在So庫中使用JNIEnv獲取到CallBackInterface的Class對象，通過調用env->GetMethodID獲取到回調函數的MethodID。

4、在So庫中直接調用回調函數。

3、如何在Java代碼中獲取So庫中的變數？

在So庫中定義變數時需要採用JNI的方式，將變數定義在全局靜態區中。Java代碼中，可以使用JNI提供的訪問全局變數的函數來獲取這個變數的值。如：

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

    public static native String getVar(); //調用獲取變數值的函數

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

在So庫中定義和獲取全局變數可以參考以下代碼：

static jstring jvar = NULL; //定義一個全局靜態變數

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_example_setVar(JNIEnv* env, jobject obj, jstring var) {
    jvar = var; //直接為全局變數賦值
}

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

五、總結

本文詳細介紹了Java調用So庫的過程，包括了使用JNI技術與So庫進行交互的步驟，提供了示例代碼演示了如何在Java中調用So庫中的函數，解決了在So庫中返回字元串類型的數據、調用帶有回調函數的So庫、獲取So庫中的變數等常見問題。