Java JNI开发实践记录

文章由LinuxBoy分享于2019-04-01 06:04:10热评（131）

Java JNI开发实践记录

当使用到JNI的时候，基本可以肯定Java的平台移植性注定减弱，接下来记录一次使用Java JNI开发的经历。

关于Java JNI的相关资料参见：
http://docs.Oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/jni/spec/intro.html

下面是使用JNI常见三种场景:
1.在Java应用中标准Java类库不支持平台相关的特性
2.已经存在用其它语言写好的类库，希望通过Java JNI类访问
3.需要使用低级语言（如汇编）来实现时效性要求很高的一小部分代码

这次使用JNI属于第2中场景，由于加解密库使用C来实现的，而在Java应用中使用到其加密后的密文数据，所以解密部分需要此库。

在1和3这两种场景下使用JNI做法相对容易一些，通常先定义好本地方法，然后通过javah生成头文件，接着用其它语言（如C）来实现相应的功能，而2中场景则需要做一些简单的适配，因为类库已经存在，而在Java中定义好的本地方法并不能直接对应类库的具体实现，所以得通过调用已存在的类库中的方法来实现本地方法。

在开始之前有一个坑先看看：

本地编译好的动态库头信息：
[ enc]$ readelf -a libfdsi.so
ELF Header:
Magic: 7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
Class: ELF64
Data: 2's complement, little endian *******
Version: 1 (current)
OS/ABI: UNIX - System V
ABI Version: 0
Type: DYN (Shared object file)
Machine: Advanced Micro Devices X86-64

提供方静态库信息：

ELF Header:
Magic: 7f 45 4c 46 02 02 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
Class: ELF64
Data: 2's complement, big endian
Version: 1 (current)
OS/ABI: UNIX - System V
ABI Version: 0
Type: REL (Relocatable file)
Machine: PowerPC64

通过对比应该很清楚了，数据存储模式不同。这里需要明确的是环境一致性很重要。

接下来来从头到尾实现一个Java调用C的一个解密方法。

1.定义Java的本地方法（DataDecryt.java）

package com.cto;

public class DataDecrypt{

native public static String decrypt(String data);

}

2.通过javah命令生成头文件(dd.h)
./javah -classpath . -jni -o dd.h com.cto.DataDecrypt

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_cto_DataDecrypt */

#ifndef _Included_com_cto_DataDecrypt
#define _Included_com_cto_DataDecrypt
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class: com_cto_DataDecrypt
* Method: decrypt
* Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
*/
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_cto_DataDecrypt_decrypt
(JNIEnv *, jclass, jstring);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

3.定义使用静态库中的方法的头文件（dec.h）
#ifndef __DEC__
#define _DEC__

#ifdef __cplusplus
extern "C"{
#endif

int ts_comm_dec(const char* in , int inlen, char* out, int* outlen);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

ts_comm_dec方法即为已经实现了的解密方法。

4.创建实现dd.h头文件方法的cto.c文件，cto.c中将调用ts_common_dec方法

#include <jni.h>
#include <stdio.h>
#include "dec.h"
#include "dd.h"

//about JNI http://doc.oracle.com/javase/1.5.0/docs/guide/jni/spec/functions.html
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_cto_DataDecrypt_decrypt
(JNIEnv *env, jclass jc, jstring data){

char out_str[48];

const char *enc_str = (*env)->GetStringUTFChars(env, data, 0);
const jsize enc_len = (*env)->GetStringUTFLength(env, data);

int out_len = sizeof(out_str);

ts_comm_dec(enc_str, enc_len, out_str, &out_len);

jstring plain_text = (*env)->NewStringUTF(env, out_str);

(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, data, enc_str);

return plain_text;
}

5.编写测试用例（TestDataDecrypt.java)
这里加载的类库cto即为libcto.so。关于动态库静态库命名规则可百度之。
package com.cto;
import com.cto.DataDecrypt;

public class TestDataDecrypt{

static {
System.loadLibrary("cto");
}

public static void main(String [] args){
String plainText= DataDecrypt.decrypt(args[0]);

System.out.println(plainText);
System.out.println("解密之后的长度是:"+plainText.length());
}
}

6.编译动态库

gcc cto.c -shared -fPIC -lstdc++ -I~/soft/jdk1.6.0_45/include -I~/soft/jdk1.6.0_45/include/linux -I~/native/enc libtsbase.a -o libcto.so

7.运行测试

./java -cp . -Djava.library.path=. com.cto.TestDataDecrypt Qt96BsMOKGjZ0oiqqhRqcA==
13********1
解密之后的长度是:11

解密后的结果和预期一致。

8.需要注意的事项
命令：javac java javah是同一版本，有时候可能系统中有多个版本的JDK
权限：从其它地方复制的文件，需要确认读写执行权限
其它：即便按照文中方法来，同样会遇到各种各样的问题，需要多多查看和发现

Android开发实践：JNI层线程回调Java函数示例

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