JNI 返回结构体参数.docx

JNI 返回结构体参数
JNIJavaCC++C# 
如何使用JNI的一些基本方法和过程在网上多如牛毛，如果你对Jni不甚了解，不知道Jni是做什么的，如何建立一个基本的jni程序，或许可以参考下面下面这些文章: 
利用VC++6.0实现JNI的最简单的例子 
JNI入门教程之HelloWorld篇 
SUN JNI Tutorial 

这些资料的例子中，大多数只是输入一些简单的参数，获取没有参数。而在实际的使用过程中，往往需要对参数进行处理转换。才可以被C/C++程序识别。比如我们在C++中有一个结构（Struct）DiskInfo ,需要传递一个类似于DiskInfo *pDiskInfo的参数，类似于在C++这样参数如何传递到Java中呢？下面我们就来讨论C++到Java中方法的一些常见参数的转换: 
定义Native Java类： 

如果你习惯了使用JNI，你就不会觉得它难了。既然本地方法是由其他语言实现的，它们在Java中没有函数体。但是，所有本地代码必须用本地关键词声明，成为Java类的成员。假设我们在C++中有这么一个结构，它用来描述硬盘信息： 
Java代码  
1. //硬盘信息  
2. struct {  
3.     char name[256];  
4.     int serial;  
5. }DiskInfo;  

那么我们需要在Java中定义一个类来与之匹配，声明可以写成这样： 
Java代码  
1. class DiskInfo {  
2.     //名字  
3.     public String name;  
4.   
5.     //序列号  
6.     public int serial;  
7. }  

在这个类中，申明一些Native的本地方法，来测试方法参数的传递，分别定义了一些函数，用来传递结构或者结构数组，具体定义如下面代码： 
Java代码  
1. /**//****************** 定义本地方法 ********************/  
2.     //输入常用的数值类型(Boolean,Byte,Char,Short,Int,Float,Double)  
3.     public native void displayParms(String showText, int i, boolean bl);  
4.   
5.     //调用一个静态方法  
6.     public native int add(int a, int b);  
7.   
8.     //输入一个数组  
9.     public native void setArray(boolean[] blList);  
10.   
11.     //返回一个字符串数组  
12.     public native String[] getStringArray();  
13.   
14.     //返回一个结构  
15.     public native DiskInfo getStruct();  
16.   
17.     //返回一个结构数组  
18.     public native DiskInfo[] getStructArray();  

编译生成C/C++头文件 

定义好了Java类之后，接下来就要写本地代码。本地方法符号提供一个满足约定的头文件，使用Java工具Javah可以很容易地创建它而不用手动去创建。你对Java的class文件使用javah命令，就会为你生成一个对应的C/C++头文件。 
1、在控制台下进入工作路径，本工程路径为：E:\work\java\workspace\JavaJni。 
2、运行javah 命令：javah -classpath E:\work\java\workspace\JavaJni com.sundy.jnidemo ChangeMethodFromJni 
本文生成的C/C++头文件名为: com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni.h 

在C/C++中实现本地方法 

生成C/C++头文件之后，你就需要写头文件对应的本地方法。注意：所有的本地方法的第一个参数都是指向JNIEnv结构的。这个结构是用来调用JNI函数的。第二个参数jclass的意义，要看方法是不是静态的（static）或者实例（Instance）的。前者，jclass代表一个类对象的引用，而后者是被调用的方法所属对象的引用。 

返回值和参数类型根据等价约定映射到本地C/C++类型，如表JNI类型映射所示。有些类型，在本地代码中可直接使用，而其他类型只有通过JNI调用操作。 

表A 
Java类型     本地类型     描述 
boolean     jboolean     C/C++8位整型 
byte     jbyte     C/C++带符号的8位整型 
char     jchar     C/C++无符号的16位整型 
short     jshort     C/C++带符号的16位整型 
int     jint     C/C++带符号的32位整型 
long     jlong     C/C++带符号的64位整型e 
float     jfloat     C/C++32位浮点型 
double     jdouble     C/C++64位浮点型 
Object     jobject     任何Java对象，或者没有对应java类型的对象 
Class     jclass     Class对象 
String     jstring     字符串对象 
Object[]     jobjectArray     任何对象的数组 
boolean[]     jbooleanArray     布尔型数组 
byte[]     jbyteArray     比特型数组 
char[]     jcharArray     字符型数组 
short[]     jshortArray     短整型数组 
int[]     jintArray     整型数组 
long[]     jlongArray     长整型数组 
float[]     jfloatArray     浮点型数组 
double[]     jdoubleArray     双浮点型数组 

※     JNI类型映射 
使用数组： 

JNI通过JNIEnv提供的操作Java数组的功能。它提供了两个函数：一个是操作java的简单型数组的，另一个是操作对象类型数组的。 

因为速度的原因，简单类型的数组作为指向本地类型的指针暴露给本地代码。因此，它们能作为常规的数组存取。这个指针是指向实际的Java数组或者Java数组的拷贝的指针。另外，数组的布置保证匹配本地类型。 

为了存取Java简单类型的数组，你就要要使用GetXXXArrayElements函数（见表B），XXX代表了数组的类型。这个函数把Java数组看成参数，返回一个指向对应的本地类型的数组的指针。 

表B 
函数     Java数组类型     本地类型 
GetBooleanArrayElements     jbooleanArray     jboolean 
GetByteArrayElements     jbyteArray     jbyte 
GetCharArrayElements     jcharArray     jchar 
GetShortArrayElements     jshortArray     jshort 
GetIntArrayElements     jintArray     jint 
GetLongArrayElements     jlongArray     jlong 
GetFloatArrayElements     jfloatArray     jfloat 
GetDoubleArrayElements     jdoubleArray     jdouble 

JNI数组存取函数 

当你对数组的存取完成后，要确保调用相应的ReleaseXXXArrayElements函数，参数是对应Java数组和 GetXXXArrayElements返回的指针。如果必要的话，这个释放函数会复制你做的任何变化（这样它们就反射到java数组），然后释放所有相关的资源。 

为了使用java对象的数组，你必须使用GetObjectArrayElement函数和SetObjectArrayElement函数，分别去get，set数组的元素。GetArrayLength函数会返回数组的长度。 
使用对象 

JNI提供的另外一个功能是在本地代码中使用Java对象。通过使用合适的JNI函数，你可以创建 Java对象，get、set 静态(static)和实例（instance）的域，调用静态(static)和实例（instance）函数。JNI通过ID识别域和方法，一个域或方法的ID是任何处理域和方法的函数的必须参数。 

表C列出了用以得到静态(static)和实例（instance）的域与方法的JNI函数。每个函数接受（作为参数）域或方法的类，它们的名称，符号和它们对应返回的jfieldID或jmethodID。 

表C 
函数     描述 
GetFieldID     得到一个实例的域的ID 
GetStaticFieldID     得到一个静态的域的ID 
GetMethodID     得到一个实例的方法的ID 
GetStaticMethodID     得到一个静态方法的ID 

※域和方法的函数 

如果你有了一个类的实例，它就可以通过方法GetObjectClass得到，或者如果你没有这个类的实例，可以通过FindClass得到。符号是从域的类型或者方法的参数，返回值得到字符串，如表D所示。 

表D 
Java 类型     符号 
boolean     Z 
byte     B 
char     C 
short     S 
int     I 
long     L 
float     F 
double     D 
void     V 
objects对象     Lfully-qualified-class-name;L类名 
Arrays数组     [array-type [数组类型 
methods方法     (argument-types)return-type(参数类型)返回类型 

※确定域和方法的符号 

下面我们来看看，如果通过使用数组和对象，从C++中的获取到Java中的DiskInfo 类对象，并返回一个DiskInfo数组: 
Java代码  
1. //返回一个结构数组，返回一个硬盘信息的结构数组  
2. JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStructArray  
3. (JNIEnv *env, jobject _obj)  
4. {  
5.     //申明一个object数组  
6.     jobjectArray args = 0;  
7.      
8.     //数组大小  
9.     jsize        len = 5;  
10.   
11.     //获取object所属类,一般为ava/lang/Object就可以了  
12.     jclass objClass = (env)->FindClass("java/lang/Object");  
13.   
14.     //新建object数组  
15.     args = (env)->NewObjectArray(len, objClass, 0);  
16.   
17.     /**//* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/  
18.   
19.     //获取Java中的实例类  
20.     jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");  
21.      
22.     //获取类中每一个变量的定义  
23.     //名字  
24.     jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");  
25.     //序列号  
26.     jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");  
27.   
28.     //给每一个实例的变量付值，并且将实例作为一个object，添加到objcet数组中  
29.     for(int i=0; i < len; i++ )  
30.     {  
31.         //给每一个实例的变量付值  
32.         jstring jstr = WindowsTojstring(env,"我的磁盘名字是 D:");  
33.         //(env)->SetObjectField(_obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));  
34.         (env)->SetObjectField(_obj,str,jstr);  
35.         (env)->SetShortField(_obj,ival,10);  
36.   
37.         //添加到objcet数组中  
38.         (env)->SetObjectArrayElement(args, i, _obj);  
39.     }  
40.     //返回object数组  
41.     return args;  
42.   
43. }  
44.   
45.   
46. 全部的C/C++方法实现代码如下:  
47. /**//* 
48. * 
49. * 一缕阳光(sundy)版权所有，保留所有权利。 
50. */  
51. /**//** 
52. * 
53. * TODO Jni 中一个从Java到C/C++参数传递测试类 
54. * 
55. * @author 刘正伟(sundy) 
56. * @see  
57. * @see mailto:sundy26@ 
58. * @version 1.0 
59. * @since 2005-4-30 
60. * 
61. * 修改记录： 
62. * 
63. * 日期              修改人                 描述 
64. * ---------------------------------------------------------------------------------------------- 
65. * 
66. * 
67. * 
68. */  
69. // JniManage.cpp : 定义 DLL 应用程序的入口点。  
70. //  
71. package com.sundy.jnidemo;  
72. #include "stdafx.h"  
73.   
74. #include <stdio.h>  
75. #include <math.h>  
76. #include "jni.h"  
77. #include "jni_md.h"  
78.   
79. #include "./head/Base.h"  
80. #include "head/wmi.h"  
81. #include "head/com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni.h" //通过javah –jni javactransfer 生成  
82. #include <stdio.h>  
83. #include "stdlib.h"  
84. #include "string.h"  
85.   
86. #pragma comment (lib,"BaseInfo.lib")  
87. #pragma comment (lib,"jvm.lib")  
88. //硬盘信息  
89. struct {  
90.     char name[256];  
91.     int serial;  
92. }DiskInfo;  
93. /**//*BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule, 
94.                        DWORD ul_reason_for_call, 
95.                        LPVOID lpReserved 
96.                      ) 
97. { 
98.     LPTSTR strName = new CHAR[256] ; 
99.     (*GetHostName)(strName); 
100.     printf("%s\n",strName); 
101.     delete [] strName; 
102.  
103.     return TRUE; 
104. }*/  
105. //将jstring类型转换成windows类型  
106. char* jstringToWindows( JNIEnv *env, jstring jstr );  
107. //将windows类型转换成jstring类型  
108. jstring WindowsTojstring( JNIEnv* env, char* str );  
109.   
110. //主函数  
111. BOOL WINAPI DllMain(HANDLE hHandle, DWORD dwReason, LPVOID lpReserved)  
112. {  
113.     return TRUE;  
114. }  
115. //输入常用的数值类型 Boolean,Byte,Char,Short,Int,Float,Double  
116. JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_displayParms  
117. (JNIEnv *env, jobject obj, jstring s, jint i, jboolean b)  
118. {  
119.     const char* szStr = (env)->GetStringUTFChars(s, 0 );  
120.     printf( "String = [%s]\n", szStr );  
121.     printf( "int = %d\n", i );  
122.     printf( "boolean = %s\n", (b==JNI_TRUE ? "true" : "false") );  
123.     (env)->ReleaseStringUTFChars(s, szStr );  
124. }  
125.   
126. //调用一个静态方法,只有一个简单类型输出  
127. JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_add  
128. (JNIEnv *env, jobject, jint a, jint b)  
129. {  
130.     int rtn = (int)(a + b);  
131.     return (jint)rtn;  
132. }  
133.   
134. /**/////输入一个数组,这里输入的是一个Boolean类型的数组  
135. JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_setArray  
136. (JNIEnv *env, jobject, jbooleanArray ba)  
137. {  
138.     jboolean* pba = (env)->GetBooleanArrayElements(ba, 0 );  
139.     jsize len = (env)->GetArrayLength(ba);  
140.     int i=0;  
141.     // change even array elements  
142.     for( i=0; i < len; i+=2 )  
143.     {  
144.         pba[i] = JNI_FALSE;  
145.         printf( "boolean = %s\n", (pba[i]==JNI_TRUE ? "true" : "false") );  
146.     }  
147.     (env)->ReleaseBooleanArrayElements(ba, pba, 0 );  
148. }  
149.   
150. /**/////返回一个字符串数组  
151. JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStringArray  
152. (JNIEnv *env, jobject)  
153. {  
154.     jstring      str;  
155.     jobjectArray args = 0;  
156.     jsize        len = 5;  
157.     char*        sa[] = { "Hello,", "world!", "JNI", "is", "fun" };  
158.     int          i=0;  
159.     args = (env)->NewObjectArray(len,(env)->FindClass("java/lang/String"),0);  
160.     for( i=0; i < len; i++ )  
161.     {  
162.         str = (env)->NewStringUTF(sa[i] );  
163.         (env)->SetObjectArrayElement(args, i, str);  
164.     }  
165.     return args;  
166. }  
167.   
168. //返回一个结构,这里返回一个硬盘信息的简单结构类型  
169. JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStruct  
170. (JNIEnv *env, jobject obj)  
171. {  
172.     /**//* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/  
173.   
174.     //获取Java中的实例类  
175.     jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");  
176.   
177.     //获取类中每一个变量的定义  
178.     //名字  
179.     jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");  
180.     //序列号  
181.     jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");  
182.   
183.   
184.     //给每一个实例的变量付值  
185.     (env)->SetObjectField(obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));  
186.     (env)->SetShortField(obj,ival,10);  
187.      
188.     return obj;  
189. }  
190.   
191. //返回一个结构数组，返回一个硬盘信息的结构数组  
192. JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStructArray  
193. (JNIEnv *env, jobject _obj)  
194. {  
195.     //申明一个object数组  
196.     jobjectArray args = 0;  
197.      
198.     //数组大小  
199.     jsize        len = 5;  
200.   
201.     //获取object所属类,一般为ava/lang/Object就可以了  
202.     jclass objClass = (env)->FindClass("java/lang/Object");  
203.   
204.     //新建object数组  
205.     args = (env)->NewObjectArray(len, objClass, 0);  
206.   
207.     /**//* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/  
208.   
209.     //获取Java中的实例类  
210.     jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");  
211.      
212.     //获取类中每一个变量的定义  
213.     //名字  
214.     jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");  
215.     //序列号  
216.     jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");  
217.   
218.     //给每一个实例的变量付值，并且将实例作为一个object，添加到objcet数组中  
219.     for(int i=0; i < len; i++ )  
220.     {  
221.         //给每一个实例的变量付值  
222.         jstring jstr = WindowsTojstring(env,"我的磁盘名字是 D:");  
223.         //(env)->SetObjectField(_obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));  
224.         (env)->SetObjectField(_obj,str,jstr);  
225.         (env)->SetShortField(_obj,ival,10);  
226.   
227.         //添加到objcet数组中  
228.         (env)->SetObjectArrayElement(args, i, _obj);  
229.     }  
230.     //返回object数组  
231.     return args;  
232.   
233. }  
234.   
235. //将jstring类型转换成windows类型  
236. char* jstringToWindows( JNIEnv *env, jstring jstr )  
237. {  
238.     int length = (env)->GetStringLength(jstr );  
239.     const jchar* jcstr = (env)->GetStringChars(jstr, 0 );  
240.     char* rtn = (char*)malloc( length*2+1 );  
241.     int size = 0;  
242.     size = WideCharToMultiByte( CP_ACP, 0, (LPCWSTR)jcstr, length, rtn,(length*2+1), NULL, NULL );  
243.     if( size <= 0 )  
244.         return NULL;  
245.     (env)->ReleaseStringChars(jstr, jcstr );  
246.     rtn[size] = 0;  
247.     return rtn;  
248. }  
249. //将windows类型转换成jstring类型  
250. jstring WindowsTojstring( JNIEnv* env, char* str )  
251. {  
252.     jstring rtn = 0;  
253.     int slen = strlen(str);  
254.     unsigned short * buffer = 0;  
255.     if( slen == 0 )  
256.         rtn = (env)->NewStringUTF(str );  
257.     else  
258.     {  
259.         int length = MultiByteToWideChar( CP_ACP, 0, (LPCSTR)str, slen, NULL, 0 );  
260.         buffer = (unsigned short *)malloc( length*2 + 1 );  
261.         if( MultiByteToWideChar( CP_ACP, 0, (LPCSTR)str, slen, (LPWSTR)buffer, length ) >0 )  
262.             rtn = (env)->NewString( (jchar*)buffer, length );  
263.     }  
264.     if( buffer )  
265.         free( buffer );  
266.     return rtn;  
267. }  
268.   
269. Java 测试native代码  
270. 这没有什么多说的，看代码吧  
271. //主测试程序  
272.     public static void main(String[] args) {  
273.         ChangeMethodFromJni changeJni = new ChangeMethodFromJni();  
274.   
275.         //输入常用的数值类型(string int boolean)  
276.         System.out  
277.                 .println("------------------输入常用的数值类型(string int boolean)-----------");  
278.         changeJni.displayParms("Hello World!", 100, true);  
279.   
280.         //调用一个静态方法  
281.         System.out.println("------------------调用一个静态方法-----------");  
282.         int ret = changeJni.add(12, 20);  
283.         System.out.println("The result is: " + String.valueOf(ret));  
284.   
285.         //输入一个数组  
286.         System.out.println("------------------输入一个数组-----------");  
287.         boolean[] blList = new boolean[] { true, false, true };  
288.         changeJni.setArray(blList);  
289.   
290.         //返回一个字符串数组  
291.         System.out.println("------------------返回一个字符串数组-----------");  
292.         String[] strList = changeJni.getStringArray();  
293.         for (int i = 0; i < strList.length; i++