怎么实现Java调用C 代码

要实现Java调用C代码，通常有两种方式：JNI（Java Native Interface）和 JNA（Java Native Access）。JNI是Java提供的一套本地接口，它允许Java代码与其他语言写的代码进行交互、执行本地代码。采用JNI时，需要编写相应的C代码并将其编译为动态链接库或共享对象文件。另一方面，JNA提供了一种简便的方式来直接从Java代码中调用动态链接库中的函数，无需编写额外的JNI代码，但性能略低于JNI。

一、JNI的使用

JNI技术涉及到Java代码和C/C++代码的编写及编译。

准备工作

编写Java类并声明native方法。
使用javah生成C/C++的头文件。
实现C/C++代码并编译成动态链接库（DLL或.so文件）。

Java类及Native方法

首先，需要编写一个Java类，并在其中声明本地（native）方法。这些方法是实际在C/C++代码中实现的。

public class HelloJNI {
   static {
      System.loadLibrary("hello"); // Load native library at runtime
                                    // hello.dll (Windows) or libhello.so (Unixes)
   }
   // Declare a native method sayHello() that receives nothing and returns void
   private native void sayHello();
   // Test Driver
   public static void mAIn(String[] args) {
      new HelloJNI().sayHello();  // Invoke the native method
   }
}

这里sayHello是一个native方法，表示它将在C/C++代码中实现。

生成头文件

使用javah工具（现在已经集成到javac中）根据编写的Java类生成JNI头文件。

javac HelloJNI.java javah -jni HelloJNI

这会生成一个名为HelloJNI.h的头文件。

实现C/C++代码

接着根据生成的头文件实现C/C++代码。

#include <jni.h>
#include "HelloJNI.h"
#include <stdio.h>
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloJNI_sayHello(JNIEnv *env, jobject thisObj) {
   printf("Hello World!\n");
   return;
}

这段代码实现了在Java中声明的native方法。

编译动态链接库

C/C++代码需要编译为动态链接库（.dll或.so文件），以便Java代码在运行时能够加载它。

二、JNA的使用

JNA是一种更简便的方法来实现Java代码对C代码的调用。

使用JNA

添加JNA库到Java项目中。
编写接口映射C中的函数。
调用映射的方法就像调用Java方法一样。

添加JNA库

利用Maven或者直接下载JNA的jar文件将其添加到项目中。

<dependency>
    <groupId>net.java.dev.jna</groupId>
    <artifactId>jna</artifactId>
    <version>5.5.0</version>
</dependency>

映射C函数

直接在Java代码中映射C函数，不需要额外的JNI代码。

import com.sun.jna.*;
public interface CLibrary extends Library {
    CLibrary INSTANCE = (CLibrary)
        Native.loadLibrary("c", CLibrary.class);
    void printf(String format, Object... args);
}

调用映射的函数

通过映射的接口直接调用C函数。

public class HelloJNA {
    public static void main(String[] args) {
        CLibrary.INSTANCE.printf("Hello, World\n");
    }
}

JNA的性能可能比JNI要差，但是编写代码的复杂性大大降低，特别适用于对性能要求不是非常高的场合。

总结

在我们需要Java与C/C++代码互操作时，可以选择JNI或JNA技术。JNI提供了性能高效、可控性强的本地方法调用方式，但编码复杂度较高；而JNA提供了使用轻松、开发效率高的接口，但在性能上可能会有所妥协。在选择具体方案时，需要根据实际的性能需求、开发资源以及项目的复杂度等因素进行综合考虑。

相关问答FAQs：

如何在Java中调用C代码？

Java调用C代码是通过Java Native Interface（JNI）来实现的。首先，你需要在C头文件中定义要调用的C函数的方法签名。然后，通过JNI创建一个与C函数对应的Java本地方法，并在Java代码中调用该方法。在运行时，Java虚拟机将加载C函数的动态链接库，并将Java方法调用转发给C函数的实现。这样就实现了Java调用C代码的功能。

需要哪些步骤来实现Java调用C代码？

要实现Java调用C代码，你需要执行以下几个关键步骤：

编写C函数的代码，并生成动态链接库文件。
编写Java代码并声明native方法，该方法与C函数对应。
使用JNI生成与C函数对应的头文件。
在Java代码中加载动态链接库文件。
编译并运行Java代码，测试调用C函数的效果。

有没有示例代码来了解Java调用C代码的实现过程？

下面是一个简单的示例代码，演示了如何在Java中调用C代码：

C代码（hello.c）：

#include <jni.h>
#include <stdio.h>

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_HelloJNI_printHello(JNIEnv *env, jobject obj) {
   printf("Hello from C!\n");
   return;
}

Java代码（HelloJNI.java）：

public class HelloJNI {
   static {
      System.loadLibrary("hello");
   }
 
   private native void printHello();
 
   public static void main(String[] args) {
      new HelloJNI().printHello();
   }
}

通过上述示例代码，你可以了解到如何在Java中声明native方法，并在C代码中实现这个方法的具体逻辑。然后，通过JNI将Java的调用转发给C函数，并在Java中加载动态链接库。运行该代码后，你会在控制台上看到打印的"Hello from C!"信息，表示Java成功调用了C代码。