史上最详细的JNI入门教程HelloNative
欢迎点击「算法与编程之美」↑关注我们！
1 为什么写本文
互联网上已经有很多介绍 JNI 的入门教程，为什么还要多此一举写本文呢？
相信大家在平时阅读一些教程类文章时都遇到过这样的情况，按照教程描述的步骤一步步的来操作，结果却并没有得到教程期望的结果。遇到各种各样的问题，最后解决不了这些问题，进而放弃，放弃的原因很简单那就是对于一个未知的领域，读者遇到问题后无法自己解决，而所阅读的教程类文章并没有对这一问题进行详细的描述，导致最后选择了放弃。
通过分析我们发现，大多的教程类文章都有一个共同的问题，就是重步骤而忽视读者在阅读过程中可能遇到的问题的分析。
我们期望改变这一现状，对于教程类文章，我们不仅介绍具体的操作步骤，而且更重要的是介绍读者在进行操作时可能遇到的一些关键问题，并对这些问题进行详细分析，从而帮助您彻底的解决问题。
2 HelloNative教程
下面将介绍编写 JNI 入门教程HelloNative程序的编写。
主要的步骤为：
1) 编写 HelloNative.java 程序；
2) 编译并得到 HelloNative.h 头文件；
3) 编写 HelloNative.c 程序；
4) 编译动态链接库libHelloNative.jnilib;
5) 运行HelloNative程序。
先从整体上了解一下我们需要做的事情有哪些，接下来我将介绍在mac 系统下每一个步骤的详细内容并标注难点。
2.1 编写 HelloNative.java 程序
publicclass HelloNative{
static{
System.loadLibrary("HelloNative"); //难点一
}
public static native voidsayHello();
public static void main(String[]args){
new HelloNative().sayHello();
}
}
2.2 编译并得到 HelloNative.h 头文件
执行如下命令：
javacHelloNative.java
javahHelloNative
2.3 编写 HelloNative.c 程序
#include<stdio.h>
#include"HelloNative.h"
JNIEXPORTvoid JNICALL Java_HelloNative_sayHello(JNIEnv *env, jclass jc) //难点二
{
printf("Hello Native\n");
}
2.4 编译动态链接库libHelloNative.jnilib
//难点三
gcc HelloNative.c
-o libHelloNative.jnilib
-dynamiclib
-I/Library/Java/JavaVirtualMachines
/jdk1.8.0_131.jdk/Contents/Home/include/
-I/Library/Java/JavaVirtualMachines
/jdk1.8.0_131.jdk/Contents/Home/include/darwin/
2. 5运行HelloNative程序
java HelloNative
3 难点分析
虽然上面介绍的是mac 系统下程序的编写，读者的系统可能大多是windows，但是不影响大家的编写。
接下来将对第2节中标记的三个难点进行分析，这三个难点也是大家遇到的最多的问题。
1) 难点一
JNI存在的意义就在于能够让 Java 程序和 C/C++等其他编程语言之间能够非常方便的交互，通过JNI 我们就能够非常方便的做到这一点。
有些同学可能会问为什么要这样做？所有的任务我都用 Java 来做不是更好吗，为什么一会用 Java 一会用C/C++，这样多语言岂不是更麻烦吗。
这个问题其实有多方面的原因，以下将列举几点原因：
- Java语言是运行在 JVM 之上的，因此对JVM 依赖的非常高。众所周知，这样的机制使得 Java 语言相对其他C 语言来说效率变得低下，因此一些对执行效率要求较高的任务我们可以用 C 语言来编写，然后上面的程序可以通过JNI 来调用 C 编写的模块。
- 假设你的项目组是一个多语言的组，存在着 Java、Ruby、Python 等多种编程语言的人员，如何让这些人员编程的程序能够相关调用呢？
那么 Java 是如何做到这一点的呢？
将其他语言编写的模块编译成动态库，然后在Java程序中加载这个动态库，进而使用该库。
System.loadLibrary("HelloNative"); //难点一
因此大家看到的这行代码就是 Java 程序加载编译后的动态库HelloNative。这里面大家需要注意的是HelloNative 并不是最终动态库的全称，不同的操作系统下这个动态库的名称是不一样的，如：
Windows 下叫*.dll
Linux 下叫*.so
Mac 下叫*.jnilib
大家都知道 Java 是跨平台的程序，因此在Java 代码里面肯定不能指定某一种平台具体的动态库完整名称，因此只是给出了这个动态库的名称而非全称。
对于本例我们最终在不同平台下生成的动态库全称是：
Windows HelloNative.dll
Linux libHelloNative.so
Mac libHelloNative.jnilib
这个知识点非常有用，难点三中会再次涉及，请大家务必提前掌握。
2) 难点二
这个函数的定义大家可能会写错，而且大家通常情况下不能完全按照教程来写。
如果大家写过 c/c++ 语言的程序应该都知道，在c/c++中，一个程序分为头文件 hello.h 和其实现文件hello.c，其中在头文件中定义了函数声明，而在实现文件中对函数进行实现。
在了解这个知识点以后，我们就知道 HelloNative.c 文件中应该如何突破难点2了。
打开 HelloNative.h 文件，找到对应的函数声明。
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloNative_sayHello (JNIEnv *, jclass);
函数声明大家应该都能看懂，本例中大家需要注意的是，在形参的声明中可以不指定形参的名称，而只是给出形参的类型。因此本例中的JNIEnv* 和jclass都是形参的类型。
所以难点2中大家看到的代码是下面这样，其中env和jc是具体的形参名称。
JNIEXPORTvoid JNICALL Java_HelloNative_sayHello(JNIEnv *env, jclass jc) //难点二
3) 难点三
这个难点也是大家遇到的最多问题的地方，需要重点阐述。
如何编译一个C 语言的动态库？
大家都知道 C 语言一个非常著名的编译器叫gcc，因此本文介绍如何用 gcc 来编译动态库。(这里面大家需要注意的是 gcc 只是c语言编译器其中的一种，除了 gcc 还有很多其他的编译器如微软等公司出品的。)
不同的操作系统下编译动态库的命令也是不一样的，如：
Windows下：
gcc -shared HelloNative.c -oHelloNative.dll
Linux 下：
gcc -shared HelloNative.c -olibHelloNative.so
Mac 下：
gcc -dynamiclib HelloNative.c-o libHelloNative.jnilib
在难点1中我们给大家阐述了不同的系统中动态库的名称是不一样的，本节就有所体现。
其次，我们还需要给出gcc编译动态库中jni.h和jni_md.h两个头文件的路径。
因此，我们接下来要找到这两个头文件所在的目录，你可以通过各种各样的文件搜索工具(如 windows 下的强大的搜索神器everything)找到他们。在 Linux 和Mac 下面我们可以通过下面的命令快速找到：
locate jni.h
>/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_131.jdk/Contents/Home/include/jni.h
locate jni_md.h
>/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_131.jdk/Contents/Home/include/darwin/jni_md.h
注意，我们只需要两个文件所在的目录：
/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_131.jdk/Contents/Home/include/
/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_131.jdk/Contents/Home/include/darwin/
准备工作做好了，最后我们加上这个头文件的路径就大功告成了。
Mac 下：
gcc -dynamiclib HelloNative.c-o libHelloNative.jnilib
-I/Library/Java/JavaVirtualMachines
/jdk1.8.0_131.jdk/Contents/Home/include/
-I/Library/Java/JavaVirtualMachines
/jdk1.8.0_131.jdk/Contents/Home/include/darwin/
注意：
-I中的I为大写；
-I/Library中的I与/Library之间没有空格。
此处我们只给出 mac 下的路径，其他系统类似。
4 总结
本文介绍了 JNI 的入门教程HelloNative程序的编写，相对于其他的教程，我们更加重视大家在实际学习过程中的一些难点，通过对三个难点的分析，相信大家能够更好的掌握相关的知识点。
如您对此种教程类文章感兴趣，欢迎持续关注“算法与编程之美”微信公众号，了解更多此类文章。