Java调用C代码主要通过Java本地接口（Java Native Interface，简称JNI）技术实现，JNI允许Java代码与其他语言写的代码进行交互、执行C语言（或C++）代码。JNI通常用于实现以下目的：性能优化、重用现有的库以及平台特定功能实现。
要实现Java调用C代码，可以通过以下步骤：
- 创建Java类并声明本地（native）方法。
- 通过
javac编译此Java类，生成.class文件。 - 使用
javah命令生成对应的C头文件。 - 编写C代码实现本地方法，并编译为共享库（如.dll或.so文件）。
- 在Java代码中加载这个共享库，并调用本地方法。
下面详细介绍每个步骤。
一、定义JAVA类和本地方法
在Java类中定义本地方法时，需要使用native关键字。这表明方法的实现将使用非Java代码（如C或C++）。
public class NativeDemo {
static {
System.loadLibrary("nativeLib");
}
public native void nativeMethod();
public static void mAIn(String[] args) {
NativeDemo demo = new NativeDemo();
demo.nativeMethod();
}
}
上面的代码片断展示了一个简单的NativeDemo类，其中定义了一个本地方法nativeMethod。代码块中System.loadLibrary("nativeLib");负责加载包含本地方法实现的共享库。
二、生成C头文件
通过编译Java类NativeDemo并使用javah命令，生成与该类对应的C头文件。
javac NativeDemo.java
javah -jni NativeDemo
这将生成一个NativeDemo.h的C头文件，其中包含需要实现的nativeMethod本地方法所须的函数声明。
三、实现C代码
在C源文件中，包括步骤二生成的头文件，并实现在Java中定义的本地方法。
#include <jni.h>
#include "NativeDemo.h"
#include <stdio.h>
JNIEXPORT void JNICALL Java_NativeDemo_nativeMethod(JNIEnv *env, jobject obj) {
printf("This is C code called by Java!\n");
}
此C代码中使用了JNIEXPORT和JNICALL宏，并遵循了一个特定的命名约定，以便JNI能够正确识别和链接本地方法实现。
四、编译共享库
接着，我们将C代码编译成适用于目标平台的共享库。例如，在Linux上，可以使用gcc：
gcc -shared -fpic -o libnativeLib.so -I${JAVA_HOME}/include -I${JAVA_HOME}/include/linux NativeDemo.c
在Windows上，可以使用cl命令。
五、在JAVA中调用本地方法
在Java程序执行中，通过System.loadLibrary调用加载了共享库之后，就可以像调用Java方法一样调用本地方法。
此过程中有几个关键点需注意：
- 共享库的命名和位置：确保Java System.loadLibrary调用的库名称与实际生成的共享库文件名匹配，且该库文件需在Java的库路径中。
- 函数签名一致性：JNI函数的命名和参数必须与
javah生成的头文件中声明的完全一致。 - 错误处理：在C代码中应妥善处理所有的异常或错误情况，并通过JNI传递给Java层。
采用JNI技术实现Java调用C代码功能，可以扩展Java的能力，实现更高性能，调用底层资源或现有的C/C++库。然而，涉及JNI的开发通常比纯Java开发更为复杂，注意必须严格遵守JNI规范和最佳实践，以避免出现性能下降或运行时错误。
相关问答FAQs：
1. 如何在Java中调用C代码？
Java调用C代码的常用方法有两种：JNI（Java Native Interface）和JNA（Java Native Access）。JNI是一种官方提供的标准接口，需要手动编写C/C++代码来进行函数映射和编译，而JNA是一种更加简便的方法，通过编写Java接口和使用预编译的共享库实现和C代码的交互。
2. 使用JNI调用C代码的步骤是什么？
首先，需要编写C代码，并将其编译为动态链接库（DLL或SO文件）。然后，在Java中编写接口文件，声明需要调用的C函数，并使用System.loadLibrary()方法加载C库。最后，通过Java代码调用对应的C函数，通过JNI实现Java与C之间的数据传递和函数调用。
3. JNA与JNI相比有哪些优势？
相比于JNI，JNA更加简单易用。使用JNA调用C代码无需编写大量的C接口代码，而是通过Java接口定义函数原型，调用对应的动态链接库实现Java与C的交互。JNA还支持自动内存管理，避免了内存泄漏的问题。另外，JNA在不同操作系统上具有更好的兼容性和跨平台性，使得开发更加便捷。
