Java 技巧：步入本地方法圣殿的七個步驟

2019-11-18 10:49:40

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　　只編寫一套 java 代碼即可使它在安裝了 Java 運行時環境的每個系統上運行，這是 Java 的主要優點之一。但這種平臺獨立性有一大缺點：如何利用大量的現有代碼呢？解決這一問題的技巧即使用所謂的本地方法接口。
　　編寫本地方法需要將 C 代碼導入 Java 應用程序中。在這篇技巧中，我將逐步分析創建本地方法以及在 Java 應用程序中使用這些本地方法的基本步驟。
　　
　　步入本地方法圣殿的七個步驟
　　創建本地方法的步驟如下所示：
　　
　　編寫 Java 代碼
　　編譯 Java 代碼
　　創建 C 頭文件（.h 文件）
　　創建 C stubs 文件
　　編寫 C 代碼
　　創建共享代碼庫（或 DLL）
　　運行應用程序
　　我們的任務是在本地方法內向控制臺輸出一些文本。本例的細節將特定于一種類 Unix 的系統，明確地說，就是 linux。我還會指出在細節上與其他平臺不同的地方。
　　
　　編寫 Java 代碼
　　像往常一樣編寫 Java 代碼。要在 Java 代碼中使用本地方法，必須完成兩項任務。首先，為您要使用的每個本地方法編寫本地方法聲明。這與編寫普通 Java 方法接口的聲明沒什么不同，但您必須指定 native 要害字，如下所示：
　　
　　public native void PRintText ();
　　
　　
　　必經的第二個環節是您必須顯式地加載本地代碼庫（我們稍后會創建它）。為此，我們在類的一個靜態塊中加載這個庫：
　　
　　static
　　{
　　System.loadLibrary ("happy");
　　}
　　
　　為了將這些代碼整合在一起，請創建一個名為 Happy.java 的文件，其內容如下所示：
　　
　　class Happy
　　{
　　public native void printText ();
　　
　　static
　　{
　　System.loadLibrary ("happy"); /* 請注重，類名是小寫的！ */
　　}
　　
　　public static void main(String[] args)
　　{
　　Happy happy = new Happy ();
　　happy.printText ();
　　}
　　}
　　
　　編譯 Java 代碼
　　編譯 Happy.java 文件：
　　
　　% javac Happy.java
　　
　　創建 C 頭文件
　　為了將我們的 C 代碼用作本地方法，您必須使用一些極好的固定做法。Java 編譯器的 javah 功能將根據 Happy 類生成必要的聲明。這將生成 Happy.h 文件，以供在我們的 C 代碼中包括它：
　　
　　% javah Happy
　　
　　創建 C stubs 文件
　　回憶一下 C++ 轉換程序對 C++ 方法名的處理，Java 編譯器也有類似的愚蠢行為。為了減輕不得不編寫大量乏味代碼（以便在 Java 運行時系統中調用 C 代碼）的痛苦，Java 編譯器可為我們自動生成必要的框架代碼 (trampoline code)：
　　
　　% javah -stubs Happy
　　
　　編寫 C 代碼
　　現在，我們編寫用來顯示問候語的實際代碼。根據約定，我們將這段代碼存入一個文件中，該文件的名稱為我們的 Java 類名加上字符串 "Imp"。其結果就是 HappyImp.c。請將以下代碼存入 HappyImp.c：
　　
　　#include /* 標準本地方法信息。*/
　　#include "Happy.h" /* 前面生成的頭文件。*/
　　#include /* 標準 C IO 信息。*/
　　
　　void Happy_printText (strUCt HHappy *this)
　　{
　　puts ("Happy New Year!!!");
　　}
　　
　　將 C 代碼與 Java 對接還涉及許多其他方面 -- 如如何傳遞和返回 myriad 類型。有關具體信息，請參閱 Java Tutorial 或 Hermetica 的本地方法論文（有關 URL，請參閱參考資源部分）。
　　
　　創建共享庫
　　本部分是與系統最緊密相關的部分。似乎每種平臺和每種編譯器/鏈接器的組合都用不同的方法來創建和使用共享庫。假如您使用的是 Microsoft Windows 平臺，要了解具體信息，請查看您所用的 C 編譯器的文檔。
　　
　　假如您是 Linux 用戶，請閱讀以下使用 GCC 創建共享庫的步驟。首先，編譯我們所創建的 C 源文件。您必須通知編譯器在何處查找此 Java 本地方法的支持文件，但此處的主要技巧是您必須顯式通知編譯器生成位置無關的代碼：
　　
　　% gcc -I/usr/local/java/include -I/usr/local/java/include/genunix -fPIC -c Happy.c HappyImp.c
　　
　　
　　現在，請用下面極好的固定做法根據所生成的對象 (.o) 文件創建共享庫：
　　
　　% gcc -shared -Wl,-soname,libhappy.so.1 -o libhappy.so.1.0 Happy.o HappyImp.o
　　
　　請將共享庫文件復制為標準短名：
　　
　　% cp libhappy.so.1.0 libhappy.so
　　
　　最后，您可能需要通知動態鏈接程序在何處查找這個新的共享庫文件。

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