Programowanie

Java

www.sdjournal.org

Software Developer’s Journal 8/2006

Java Native Interface

– łączenie Javy i C/C++

NI (ang. Java Native Interface) jest technologią

pozwalającą na wywoływanie z poziomu Javy

funkcji zaimplementowanych w C/C++. Imple-

mentacje tych funkcji muszą znajdować się w biblio-

tekach dynamicznych ładowanych na żądanie przez

maszynę wirtualną Javy. Z poziomu takich funkcji

– nazywanych funkcjami rodzimymi albo natywny-

mi (ang. native method) – mamy dostęp do elemen-

tów środowiska Javy: możemy wywoływać metody,

odwoływać się do atrybutów, tworzyć obiekty. Sa-

ma procedura zastosowania funkcji rodzimej i wywoły-

wania jej w programie jest bardzo prosta i opiszę ją za

chwilę na przykładzie. Pewnej wiedzy wymaga jedynie

odwoływanie się z poziomu takich funkcji do składo-

wych obiektów czy przetwarzanie tablic Javy. Szczegó-

ły zostaną wyjaśnione w dalszej części artykułu.

Szybki start

Napiszemy wersję JNI nieśmiertelnego programu

HelloWorld. Wykorzystamy funkcję rodzimą do wy-

świetlenia komunikatu.

Przygotowanie kodu źródłowego

Program składa się z klasy

HelloWorld

zawierającej

metodę

sayHello()

. Jak widać na Listingu 1, nie posia-

da ona ciała a jej deklaracja jest poprzedzona słowem

kluczowym

native

. Oznacza ono, że JVM będzie po-

szukiwać implementacji tej metody w załadowanych

bibliotekach dynamicznych. Takie metody nazywane

są metodami rodzimymi.

Musimy zatem taką bibliotekę załadować. Wykorzy-

stamy statyczną metodę

System.loadLibrary(String)

Jako argument pobiera ona nazwę biblioteki. Biblioteka

dynamiczna musi zostać załadowana przed pierwszym

odwołaniem do metody rodzimej. W związku z tym,

wywołanie metody

loadLibrary()

najlepiej jest umie-

ścić na początku metody

main()

, albo w bloku statycz-

nym – będzie on wykonany podczas ładowania klasy.

Kod klasy

HelloWorld

prezentuje Listing 1.

Kompilacja

Plik HelloWorld.java zawierający klasę

HelloWorld

kom-

pilujemy normalnie: javac HelloWorld.java Jednak nie

możemy jeszcze wykonać naszego programu. Próba

uruchomienia da rezultat widoczny na Rysunku 1. Wy-

jątek

UnsatisfiedLinkError

jest spowodowany brakiem

biblioteki dynamicznej o nazwie

HelloWorld

(nie jest to

nazwa pliku z biblioteką – patrz dalej). Podobny komu-

nikat (Rysunek 2) zobaczymy, jeśli przed odwołaniem

do metody rodzimej w programie nie nastąpi wywoła-

nie metody

loadLibrary()

ładującej podaną bibliotekę

(np. bo zapomnieliśmy je umieścić w kodzie). Musimy

w takim razie napisać funkcję rodzimą i utworzyć bi-

bliotekę dynamiczną zawierającą jej implementację.

Prototyp funkcji implementującej (w szczególności jej

nazwa) nie może być przypadkowy. Aby się dowie-

dzieć pod jaką nazwą JVM szuka implementacji na-

szej metody rodzimej musimy wygenerować plik na-

główkowy, zawierający jej deklarację.

Generowanie pliku nagłówkowego

Do generowania plików nagłówkowych służy program

javah, dostarczany wraz z pakietem SDK Javy. Znajduje

się on w podkatalogu bin pakietu, tam gdzie kompilator

i interpreter. Zakładając, że w katalogu bieżącym znaj-

duje się plik HelloWorld.class, polecenie javah -jni Hello-

World wygeneruje plik HelloWorld.h, zawierający proto-

typy funkcji implementujących metody rodzime zadekla-

rowane w klasie

HelloWorld

. Jego zawartość przedsta-

wia Listing 2. Mimo, iż metoda

sayHello()

jest bezpara-

metrowa, to jej rodzima implementacja posiada dwa pa-

rametry. Są to standardowe argumenty przekazywane

wszystkim funkcjom implementującym metody rodzime.

Ich znaczenie zostanie wyjaśnione dalej. Makra

JNIE-

XPORT

JNICALL

są potrzebne (na platformie Win32) do

wyeksportowania funkcji z biblioteki dynamicznej i za-

pewnienia odpowiedniego protokołu wywołania. Są one

zdefiniowane w pliku nagłówkowym jni_md.h.

Implementacja metody rodzimej

Zatem nasza funkcja nazywa się

Java _ HelloWorld _

sayHello

i pobiera dwa argumenty (

JNIEnv *, jobject

Bartłomiej Starosta

Bartłomiej Starosta jest wykładowcą w Polsko-Japoń-
skiej Wyższej Szkole Technik Komputerowych.
Jest autorem kilku książek poświęconych Javie.
Kontakt: barstar@pjwstk.edu.pl.

Rysunek 1.

Próba uruchomienia programu bez

biblioteki dynamicznej

Rysunek 2.

Próba uruchomienia programu bez

załadowania biblioteki dynamicznej

Java Native Interface – łączenie Javy i C/C++

www.sdjournal.org

Software Developer’s Journal 8/2006

które na razie ignorujemy. Przedrostek

Java

występujący w na-

zwie zawsze towarzyszy funkcjom implementującym metody ro-

dzime. Dalej następuje nazwa klasy, podkreślenie i nazwa me-

tody. Tak wygląda budowa nazwy funkcji rodzimej w najprost-

szym przypadku. Jeśli klasa znajduje się w pakiecie nazwanym

i/lub zawiera przeciążone metody rodzime, to ich nazewnictwo

się komplikuje. Implementację funkcji

Java _ HelloWorld _ sayHel-

umieścimy w pliku HelloWorld.cpp (nazwa jest dowolna). Jego

zawartość prezentuje Listing 3. Należy pamiętać o włączeniu pli-

ku nagłówkowego HelloWorld.h na początku pliku z implementa-

cją. Dołącza on plik nagłówkowy jni.h, który zawiera deklaracje

funkcji, typów i makr niezbędnych do pracy z JNI.

Utworzenie biblioteki dynamicznej

Kolejnym krokiem jest skompilowanie kodu C++ do posta-

ci biblioteki dynamicznej. Niezależnie od stosowanej platfor-

my musimy poinformować kompilator, gdzie znajdują się pliki

nagłówkowe jni.h i jni_md.h (włączany przez jni.h). Wchodzą

one w skład SDK Javy i znajdują się w podkatalogach główne-

go katalogu dystrybucji: include (jni.h) oraz include\win32 lub
include/linux (jni_md.h) – zależnie od używanego systemu.

Listing 4 przedstawia konkretne wywołania dla popular-

nych kompilatorów. Zakładamy, że pakiet SDK został zainsta-

lowany w katalogu /j2sdk dla Linuxa i C:\j2sdk dla Win32.

Nazwa pliku zawierającego bibliotekę jest nazwą biblioteki

z dodanym rozszerzeniem .dll dla Win32 lub .so dla Linuksa. Do-

datkowo, w drugim przypadku nazwa pliku musi zaczynać się od

prefiksu lib (nie wchodzi on jednak w skład nazwy biblioteki, jaką

podajemy do metody

loadLibrary()

). Jako wynik kompilacji po-

winniśmy otrzymać plik z biblioteką dynamiczną: HelloWorld.dll

na platformie Win32, lub libHelloWorld.so dla Linuksa.

Uruchomienie programu

Przyszedł wreszcie czas na uruchomienie programu. Aby za-

kończyło się ono sukcesem, musimy poinformować system

operacyjny gdzie należy szukać naszej biblioteki dynamicz-

nej. W tym celu nadajemy odpowiednią wartość zmiennej sys-

temowej określającej położenia bibliotek dynamicznych. Pod

Linuksem jest to

LD _ LIBRARY _ PATH

a pod Win32 po prostu

PATH

. W drugim przypadku nie trzeba nic robić, jeśli biblioteka

znajduje się w katalogu bieżącym. Przykładowe komendy za-

mieszczone są w ramce. Teraz można już uruchomić maszy-

nę wirtualną i jeśli wszystko zostało wykonane prawidłowo zo-

baczymy na konsoli znany komunikat (Rysunek 3).

Konwencje nazewnicze JNI

Wiemy już jak wykorzystać kod C/C++ w Javie, ale nie wiemy

jeszcze jak go napisać. Oczywiście nie chodzi nam tu o pisa-

nie zwykłego kodu w tych językach, lecz o dostęp do danych

i metod Javy, w celu ich wykorzystania bądź przetworzenia.

Aby móc w pełni zastosować mechanizmy, które to umożliwia-

ją, musimy zapoznać się z pewnymi konwencjami nazewni-

czymi, jak również poznać typy C/C++, które reprezentują ty-

py Javy na poziomie rodzimym.

Deskryptory

Deskryptor jest symbolicznym kodem typu. Deskryptory są po-

trzebne do kodowania sygnatur metod rodzimych, a także do

identyfikowania składowych klas Javy. Są trzy rodzaje deskryp-

torów: klas, pól i metod. Deskryptory pól i metod można poznać

przy pomocy programu javap, który służy do dekompilacji klas

Javy. Opcja

-s

zleca wypisanie deskryptorów pól, opcja

-p

powo-

Listing 1.

Klasa HelloWorld

public

class

HelloWorld

{

static

{

System

loadLibrary

(

"HelloWorld"

)

;

}

public

native

void

sayHello

()

;

public

static

void

main

(

String

[]

args

){

new

HelloWorld

()

sayHello

()

;

}

javah a pakiety nazwane

Jeśli klasa

Klasa

znajduje się w pakiecie nazwanym

foo.bar

(za-

tem jej kwalifikowaną nazwą jest

foo.bar.Klasa

), to programowi

javah przekazujemy pełną nazwę: javah -jni foo.bar.Klasa. Zakła-
da on – podobnie jak interpreter Javy – że skompilowany plik Kla-
sa.class umieszczony jest w strukturze katalogowej odpowiadającej
strukturze pakietów. W tym przypadku jest to foo/bar/Klasa.class.
Natomiast wygenerowany plik nagłówkowy zostanie umieszczony
w katalogu bieżącym.

Funkcje rodzime a pakiety nazwane

Jeśli klasa zawierająca metodę rodzimą

fun()

znajduje się w pakie-

cie nazwanym, na przykład

foo.bar.Klasa

, to funkcja rodzima do-

starczająca implementacji nazywa się

Java _ foo _ bar _ Klasa _

fun()

. Jak widać, pomiędzy obowiązkowym prefiksem

Java

a na-

zwą klasy pojawiła się nazwa pakietu z tym, że zamiast kropek ma-
my podkreślenia.

Ustawienie zmiennej środowiskowej

wskazującej położenie biblioteki

dynamicznej

•

bash

ksh

export LD _ LIBRARY _ PATH=lib

•

tcsh

csh

setenv LD _ LIBRARY _ PATH lib

•

ms-dos

cmd.exe

dla Win32

set PATH=%path%;lib

•

lib

jest katalogiem zawierającym bibliotekę – plik libHello-

World.so lub HelloWorld.dll.

Nazwy metod przeciążonych

Jeśli w klasie występują przeciążone metody rodzime, to do nazw
funkcji implementujących dokleja się sufiks złożony z dwóch zna-
ków podkreślenia

_ _

, po którym następują deskryptory para-

metrów. Jeśli jedna z metod jest bezargumentowa, to otrzymuje
tylko sufiks

_ _

Na przykład dla klasy

Klasa

zawierającej trzy przeciążone me-

tody:

public class Klasa { native float fun(); native long

fun(long l); native int fun(int i, int j); }

prototypy funk-

cji implementujących będą takie:

jfloat Java _ Klasa _ fun _ _

(JNIEnv *, jobject); jlong Java _ Klasa _ fun _ _ J(JNIEnv *,
jobject, jlong); jint Java _ Klasa _ fun _ _ II(JNIEnv *, jo-
bject, jint, jint);

Ich deskryptory to

()F

(J)J

(II)I

Programowanie

Java

www.sdjournal.org

Software Developer’s Journal 8/2006

duje wypisanie informacji również dla składowych prywatnych.

Wynik polecenia

javap -s -p HelloWorld

przedstawia Rysunek 4.

Deskryptorem klasy jest po prostu jej pełna kwalifikowana

nazwa, w której kropki oddzielające składniki pakietu (o ile wy-

stępują) zostały zamienione na ukośniki "

". Na przykład de-

skryptorem klasy

java.lang.Class

jest

"java/lang/Class"

Deskryptor klasy reprezentującej tablicę (są to wewnętrz-

ne klasy tworzone przez JVM) jest napisem składającym się

z jednego lub więcej – ich liczba jest równa liczbie wymiarów

tablicy – znaków

"["

(nawias kwadratowy lewy), po którym na-

stępuje deskryptor pola elementów tablicy. Na przykład de-

skryptor klasy reprezentującej tablicę

int[]

"[I"

, a dla tabli-

Object[][]

"[[Ljava/lang/Object;"

. Deskryptory pól typów

pierwotnych Javy pokazuje Tabela 1.

Deskryptor pola typu referencyjnego zaczyna się od litery

", za którą umieszcza się deskryptor klasy zakończony śred-

nikiem "

;

". Na przykład deskryptorem pola typu

java.lang.Class

jest

"Ljava/lang/Class;"

. Deskryptor metody składa się z de-

skryptorów pól parametrów umieszczonych w nawiasach

okrągłych, za czym występuje deskryptor pola wyniku. De-

skryptory parametrów nie są oddzielone spacjami ani żadny-

mi innymi znakami. Jeśli metoda jest bezargumentowa, to na-

wiasy okrągłe są puste. Jeśli typem zwracanym jest

void

, to

deskryptorem wyniku jest

. Dla konstruktorów w miejscu de-

skryptora wyniku podaje się również

. Oto kilka przykładów:

•

"()V"

jest deskryptorem metody

void f()

•

"(I)J"

jest deskryptorem metody

long f(int i)

•

"(SZ)Ljava/lang/String;"

jest deskryptorem metody

String

f(short s, boolean b)

•

"([BB)[[Ljava/lang/Class;"

jest deskryptorem metody

Class[][] f(byte[] t, byte b)

Mapowanie typów

Typy Javy są na poziomie C/C++ reprezentowane przez specy-

ficzne typy JNI zdefiniowane w plikach nagłówkowych jni.h i jni_

md.h. W przypadku typów pierwotnych nie są to nowe typy, lecz

nowe nazwy na istniejące typy wprowadzone przy pomocy

ty-

pedef

. Odwzorowanie typów pierwotnych pokazuje Tabela 2. Typ

jchar

jest 16 bitowy i służy do reprezentowania znaków Unico-

de na platformach, które mają wsparcie dla tego systemu kodo-

wania. Do posługiwania się wartościami typu

jboolean

zdefinio-

wano dwa makra:

JNI _ TRUE

JNI _ FALSE

. Obiekty Javy są prze-

kazywane na zmiennych typu

jobject

. Z punktu widzenia języ-

ków C/C++ są to wskaźniki, jednak nie wolno odwoływać się do

Listing 2.

Plik nagłówkowy wygenerowany dla klasy

HelloWorld

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */

include

jni

/* Header for class HelloWorld */

ifndef

_Included_HelloWorld

define

_Included_HelloWorld

ifdef

__cplusplus

extern

"C"

{

endif

/*
* Class: HelloWorld
* Method: sayHello
* Signature: ()V
*/

JNIEXPORT

void

JNICALL

Java_HelloWorld_sayHello

(

JNIEnv

jobject

)

;

ifdef

__cplusplus

}

endif

Kodowanie UTF-8

W systemie UTF-8 (w wersji używanej przez maszynę wirtualną
Javy), jeśli najstarszy 8 bit znaku jest równy 0, to 7 bitów młod-
szych jest traktowane jako kod znaku w systemie ASCII. Jeśli na-
tomiast najstarszy bit jest równy 1, to dany bajt jest częścią dwu-
lub trzybajtowej sekwencji kodującej 16-bitowy znak Unicode.
Napisy UTF-8 są zakończone znakiem

'\0'

, tak jak zwykłe łańcu-

chy C/C++.

Funkcje pobierające wskaźnik do pierwszego

elementu tablicy

•

jboolean* GetBooleanArrayElements(jbooleanArray a,
jboolean *c)

•

jbyte* GetByteArrayElements(jbyteArray a, jboolean
*c)

•

jchar* GetCharArrayElements(jcharArray a, jboolean
*c)

•

jshort* GetShortArrayElements(jshortArray a, jboolean
*c)

•

jint* GetIntArrayElements(jintArray a, jboolean *c)

•

jlong* GetLongArrayElements(jlongArray a, jboolean
*c)

•

jfloat* GetFloatArrayElements(jfloatArray a, jboolean
*c)

•

jdouble* GetDoubleArrayElements(jdoubleArray a, jbo-
olean *c)

Parametr

ma podobne znaczenie jak w przypadku łańcuchów

znakowych (metoda

GetStringUTFChars()

) -– zostanie na nim

przekazana informacja o tym, czy została utworzona lokalna ko-
pia tablicy (

*c == JNI_TRUE

), czy też wskaźnik odnosi się do tabli-

cy zawartej w obiekcie Javy (

*c == JNI_FALSE

) . Jeśli nie jesteśmy

tym zainteresowani to podajemy

NULL

Odniesienia do klas

Wskaźnik do obiektu typu

jclass

reprezentującego klasę lub in-

terfejs Javy można uzyskać funkcjami:

jclass GetObjectClass(jobject obj);
jclass FindClass(const char *name);

Pierwsza zwraca odniesienie do obiektu reprezentującego klasę ar-
gumentu

obj

(jest on obiektem klasy zwracanej jako wynik). Druga

zwraca odniesienie do klasy, której deskryptor został podany jako
argument

name

. Na przykład:

jclass string_cls = env->FindClass("java/lang/String");
jclass objArray_cls = env->FindClass("[Ljava/lang/Object;");

Pierwsze wywołanie zwraca odniesienie do klasy

ja-

va.lang.String

. Drugie zwraca odniesienie do klasy reprezentują-

cej tablice obiektów

java.lang.Object[]

Java Native Interface – łączenie Javy i C/C++

www.sdjournal.org

Software Developer’s Journal 8/2006

nich bezpośrednio, lecz poprzez wywołania specjalnych funkcji

opisanych dalej. Zmienne tego rodzaju będziemy nazywać od-

niesieniami (ang. opaque reference). Najczęściej używane kla-

sy mają zdefiniowane swoje odpowiedniki, np.:

jstring

jclass

jarray

jthrowable

. Wszystkie one są podtypami

jobject

(jeśli im-

plementujemy w C++, w C są to te same typy strukturalne). Typ

jarray

służy do reprezentowania tablic Javy. Posiada on dodat-

kowe podtypy reprezentujące tablice różnych typów pierwotnych

i obiektowych. Rysunek 5 przedstawia hierarchię typów JNI.

Dostęp do Javy z poziomu C/C++

Jesteśmy już gotowi do zapoznania się z tajnikami JNI. Na po-

ziomie C/C++ mamy dostęp do obiektów Javy i ich zawartości

za pośrednictwem specjalnych funkcji bibliotecznych. Umożli-

wiają one również zgłaszanie wyjątków z poziomu rodzimego

i koordynację wątków. Możemy zatem przetwarzać argumenty

przekazywane do funkcji rodzimych z poziomu Javy jak również

utworzyć nowy obiekt i zwrócić go jako wynik metody rodzimej.

Pierwszym parametrem funkcji rodzimych jest zawsze wskaźnik

do środowiska

JNIEnv * env

. Jest to struktura, w której są zade-

klarowane wszystkie funkcje JNI. Jest ona zdefiniowana w pliku

nagłówkowym jni.h. Poprzez wskaźnik

env

do owej struktury na-

leży wywoływać wszystkie funkcje biblioteczne. Drugim parame-

trem zawsze jest:

• dla metod niestatycznych – odniesienie do obiektu, z któ-

rego wywołano metodę. Jest to odpowiednik

this

z Javy,

w przykładach nazywany

self,

• dla metod statycznych – odniesienie do klasy, z której wywo-

łano metodę, przekazywane na zmiennych typu

jclass

Pozostałe parametry odpowiadają parametrom metody rodzi-

mej, którą dana funkcja implementuje. Oczywiście, ich typy są

rodzimymi odpowiednikami typów Javy. Przyjrzyjmy się bliżej

poszczególnym aspektom dostępu do Javy. Najpierw opisze-

my przetwarzanie napisów i tablic, następnie dostęp do skła-

dowych i tworzenie obiektów.

Przetwarzanie napisów

Ze względu na częste stosowanie napisy Javy jako obiek-

ty klasy

String

są reprezentowane po stronie rodzimej przez

zmienne specjalnego typu

jstring

. Nie są to jednak łańcuchy

znakowe w sensie C/C++ (typu

char *

), lecz prawdziwe obiek-

ty Javy (klasy

String

). Aby możliwe było przetwarzanie napi-

su reprezentowanego w ten sposób, konieczne jest uzyskanie

– za pomocą specjalnej funkcji – wskaźnika typu

char *

repre-

zentującego zawartość tego obiektu jako tablicę znaków.

I tu powstaje problem, ponieważ znaki Unicode wchodzące

w skład napisów Javy są 2 bajtowe, podczas gdy typ

char

w C/

C++ jest jednobajtowy. Potrzebne są więc specjalne funkcje kon-

wertujące. Maszyna wirtualna używa kodowania UTF-8 do we-

wnętrznej reprezentacji napisów i w takiej postaci będzie napis

C/C++ uzyskany z obiektu klasy

String

. Do zamiany argumentu

typu

jstring

na rodzimy łańcuch znakowy

char*

służy funkcja

const char* GetStringUTFChars(jstring str, jboolean *isCopy);

Zwraca ona wskaźnik do znaku będący reprezentacją napisu

Javy w systemie UTF-8. Pierwszym parametrem jest łańcuch

przekazany jako argument do metody rodzimej. Jeśli drugi ar-

gument jest różny od

NULL

, to zostanie na nim przekazana in-

formacja o tym, czy została wykonana lokalna kopia napisu

(będzie miał wartość

JNI _ TRUE

), czy też nie – wtedy uzyska-

ny łańcuch jest oryginalnym łańcuchem zawartym w obiekcie

Javy. Z reguły przekazuje się

NULL

. Jeśli napis składa się wy-

łącznie z 7-bitowych znaków ASCII, to pozyskany w ten spo-

sób wskaźnik można już przetwarzać w sposób typowy dla C/

C++. W przeciwnym wypadku należy przekształcić łańcuch do

tablicy bajtów metodą

String.getBytes()

(wywołaną z pozio-

Tabela 2.

Mapowanie typów pierwotnych

Typ Javy

Typ C/C++

Rozmiar w bitach

boolean

jboolean

8, unsigned

byte

jbyte

char

jchar

16, unsigned

short

jshort

int

jint

long

jlong

float

jfloat

double

jdouble

void

Dokumentacja i literatura

• The Java Native Interface Programmer's Guide and Specification

– Obszerny podręcznik użytkownika, wraz ze specyfikacją zawie-
rającą opis wszystkich funkcji. Jest dostępny w kilku formatach on-
line http://java.sun.com/docs/books/jni/html/jniTOC.html)

• Java Native Interface Specification – dostępna on-line pod adre-

sem http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/guide/jni. Wchodzi rów-
nież w skład pakietu dokumentacji Javy w katalogu docs/guide/jni.

• Książka „Nowe Metody Programowania, Tom 2”, wyd. PJWSTK

2006. Zawiera rozdział poświęcony JNI. Autorzy: Krzysztof Bar-
teczko, Wojciech Drabik, Bartłomiej Starosta.

Tabela 1.

Deskryptory pól typów pierwotnych

Typ Javy

Deskryptor pola

boolean

byte

char

short

int

long

float

double

Rysunek 3.

Uruchomienie programu HelloWorld

Programowanie

Java

www.sdjournal.org

Software Developer’s Journal 8/2006

mu C/C++) i utworzyć na jej podstawie rodzimą tablicę zna-

ków z tą samą zawartością, którą już można normalnie prze-

twarzać. Metoda

getBytes()

uwzględnia kodowanie obowiązu-

jące w danym systemie, zatem uzyskany w ten sposób łań-

cuch będzie zakodowany np. w iso-8859-2 czy cp-1250.

Niezmiernie ważna kwestią jest zwalnianie tak pozyska-

nego wskaźnika, kiedy nie jest on już potrzebny – najpóźniej

przed zakończeniem wywołania funkcji rodzimej, w której zo-

stał pobrany. Służy do tego funkcja

void ReleaseStringUTFChars(jstring str, const char* chars);

Jej pierwszym argumentem jest łańcuch znakowy, z które-

go pozyskany został napis UTF-8 przekazany jako drugi ar-

gument. Utworzyć łańcuch klasy

String

na podstawie napisu

UTF-8 można funkcją

jstring NewStringUTF(const char *utf);

Wynik jest obiektem Javy zakodowanym w Unicode, który

można zwrócić jako rezultat metody rodzimej. Nie trzeba go

zwalniać, albowiem zajmie się tym odśmiecacz.

Zademonstrujemy przekazywanie napisów z Javy do

C++ i z powrotem. Klasa

JNIString

widoczna na Listingu 5

zawiera metodę

main()

, w której najpierw ładujemy bibliote-

kę dynamiczną libstring.so zawierającą implementację sta-

tycznej metody

stringUse(String s)

, a następnie wywołuje-

my tę metodę przekazując jakiś napis Javy jako argument.

Działanie tej metody, widocznej na Listingu 6, polega na

wypisaniu przekazanego komunikatu, a następnie pobraniu

napisu od użytkownika i zwróceniu go do Javy jako wynik.

W funkcji rodzimej

Java _ JNIString _ stringUse()

po pozy-

skaniu łańcucha

cppString

ze źródłowego napisu

javaString

sprawdzamy, czy nie jest on

NULL

co się może zdarzyć je-

śli JVM nie jest w stanie zaalokować niezbędnej pamięci.

Po wypisaniu komunikatu poprzez

cout

zwalniamy wskaźnik

cppString

. Dalej pobieramy ze standardowego wejścia ciąg

znaków do tablicy i na tej podstawie tworzymy obiekt

ret-

chars

klasy

String

zwracany do środowiska Javy.

Aby uruchomić nasz program stosujemy wcześniej opisaną

procedurę. Najpierw kompilujemy JNIString.java, potem generu-

jemy plik nagłówkowy JNIString.h i kompilujemy JNIString.cpp do

biblioteki dynamicznej. Na koniec ustawiamy zmienne systemo-

we (jeśli trzeba) i uruchamiamy interpreter (Rysunek 6).

Przetwarzanie tablic

Po stronie rodzimej tablice Javy są reprezentowane przez

zmienne typu

jarray

bądź typów pochodnych, odpowiada-

jących tablicom konkretnych typów pierwotnych lub referen-

cyjnych Javy. Tabela 3 pokazuje mapowanie typów tablico-

wych. Tablice obiektów są zawsze odwzorowywane na typ

jobjectArray

(niezależnie od zawartości) i sposób ich prze-

twarzania jest inny, niż w przypadku tablic złożonych z ele-

mentów typów pierwotnych. W szczególności tablice wielo-

wymiarowe – ponieważ w Javie są to tablice obiektów - są

przedstawiane na zmiennych typu

jobjectArray

. Zasady do-

tyczące posługiwania się tablicami są podobne, jak w przy-

Rysunek 5.

Hierarchia typów JNI

��

Listing 3.

Implementacja metody sayHello z klasy

HelloWorld

include

jni

include

iostream

include

"HelloWorld.h"

using

namespace

std

;

JNIEXPORT

void

JNICALL

Java_HelloWorld_sayHello

(

JNIEnv

env

jobject

self

)

{

cout

"Hello World!"

endl

;

}

Rysunek 4.

Analiza klasy HelloWorld programem javap

Java Native Interface – łączenie Javy i C/C++

www.sdjournal.org

Software Developer’s Journal 8/2006

padku napisów. Typowy schemat postępowania obejmuje

następujące kroki:

• pobranie długości tablicy,

• uzyskanie wskaźnika, poprzez który będzie odbywał się

dostęp do jej elementów,

• przetwarzanie elementów tablicy w sposób właściwy dla

języka C/C++, za pośrednictwem pobranego wskaźnika,

• zwolnienie pozyskanego wskaźnika.

Do pobrania liczby elementów tablicy służy funkcja

jsize

GetArrayLength(jarray array);

Za zmienną

array

możemy podsta-

wić dowolną tablicę jednego z typów wymienionych w Tabela 3.

Typ

jsize

to inna nazwa na

jint

czyli

int

. Do posługiwania się

tablicą w C/C++ niezbędny jest wskaźnik do pierwszego elemen-

tu. Dla tablic elementów typów pierwotnych pobieramy go jedną

z funkcji przedstawionych w Ramce. Podobnie jak w przypadku

napisów, wskaźnik reprezentujący tablicę trzeba zwolnić, kiedy

nie jest już potrzebny, aby zwrócić pamięć przez nią zajmowaną.

Po uwolnieniu wskaźnika nie można się do niego więcej odwoły-

wać. Do zwalniana wskaźników służy zestaw funkcji:

void ReleaseTypeArrayElements(jTypearray array,
jtype *elems,
jint mode);

type

wstawiamy nazwę typu pierwotnego Javy, otrzymując

efekt podobny jak w Ramce „Funkcje pobierające wskaźnik do

pierwszego elementu w tablicy”. Parametr

array

jest tablicą,

z której pobrano wskaźnik

elems

. Parametr

mode

określa tryb

zwalniania i może przyjmować następujące wartości (z regu-

ły podaje się

•

– zapisz zmiany w oryginalnej tablicy i zwolnij wskaźnik,

•

JNI _ COMMIT

– zapisz zmiany, ale nie zwalniaj wskaźnika,

•

JNI _ ABORT

– zwolnij wskaźnik nie zapisując zmian.

Jeśli tablica jest duża, to pobieranie wskaźnika do całości

w powyższy sposób może okazać się nieefektywne (mo-

że wymagać kopiowania całej tablicy), zwłaszcza w sytuacji,

gdy chcemy operować tylko na niewielkim jej fragmencie. Na

szczęście mamy do dyspozycji dwa zestawy funkcji umożli-

wiające dostęp do określonych zakresów tablic. Funkcje po-

staci (za

Type

wstawiamy odpowiedni typ pierwotny Javy):

void GetTypeArrayRegion(jTypearray array,
jsize start,
jsize len,
jtype *buf);

kopiują obszar o początku

start

i długości

len

z tablicy

array

do bufora

buf

. Operację odwrotną wykonują funkcje:

void SetTypeArrayRegion(jTypearray array,
jsize start,
jsize len,
jtype *buf);

Kopiują one

len

elementów z bufora

buf

do tablicy

array

po-

cząwszy od jej indeksu

start

. Można w ten sposób skopiować

jeden element jak i całą tablicę.

Tablice obiektów muszą być traktowane w inny sposób,

ponieważ nie wiadomo jaki rozmiar mają obiekty w nich za-

warte (więc nie jest możliwa arytmetyka na wskaźnikach). Za-

tem nie możemy dostać całej tablicy od razu, w jednym wy-

wołaniu. Możemy jedynie dostać się do poszczególnych ko-

mórek. Mamy do dyspozycji dwie funkcje:

jobject GetObjectArrayElement(jobjectArray arr, jsize index)
void SetObjectArrayElement(jobjectArray array,
jsize index, jobject val)

Listing 4.

Utworzenie biblioteki dynamicznej

Linux/GNU gcc

j2sdk

include

j2sdk

include

linux

shared

libHelloWorld

HelloWorld

cpp

Win32/Borland bcc32

bcc32

j2sdk

include

j2sdk

include

win32

tWD

eHelloWorld

dll

HelloWorld

cpp

Win32/Microsoft VC++

j2sdk

include

j2sdk

include

win32

HelloWorld

cpp

FeHelloWorld

dll

Listing 5.

Klasa JNIString

public

class

JNIString

{

native

static

String

stringUse

(

String

arg

)

;

public

static

void

main

(

String

[]

args

){

System

loadLibrary

(

"string"

)

;

String

nativeString

stringUse

(

"Podaj napis"

)

;

System

out

println

(

"Podano napis: "

nativeString

)

;

}

Tabela 3.

Mapowanie typów tablicowych

Typ JNI

Typ Javy

jbooleanArray

boolean[]

jbyteArray

byte[]

jcharArray

char[]

jshortArray

short[]

jintArray

int[]

jlongAraay

long[]

jfloatArray

float[]

jdoubleArray

double[]

jobjectArray

Object[]

Programowanie

Java

www.sdjournal.org

Software Developer’s Journal 8/2006

Pierwsza z nich zwraca element z pozycji

index

na zmiennej typu

jobject

. Druga pozwala zapisać do tablicy

array

element

val

pozycji

index

. Tablice wielowymiarowe, które są tablicami obiek-

tów traktujemy podobnie. Najpierw pobieramy element z określo-

nej pozycji jako

jobject

a następnie rzutujemy go na odpowied-

ni typ tablicowy. Poniższa sekwencja pokazuje jak dostać się do

elementu

elem

o współrzędnych

[x][y]

z dwuwymiarowej tablicy

Object[][]

jobject array = env->GetObjectArrayElement(object2DArr, x);
jobjectArray row = (jobjectArray)array;
jobject elem = env->GetObjectArrayElement(row, y);

Argument

object2DArr

reprezentuje dwuwymiarową tablicę

obiektów na zmiennej typu

jobjectArray

. Nową tablicę – jako

obiekt Javy – możemy utworzyć jedną z funkcji:

jTypearray NewTypeArray(jsize len);
jobjectArray NewObjectArray(jsize len,
jclass clazz, jobject init);

Pierwsza tworzy tablicę elementów pierwotnych typu

ty-

, druga – tablicę obiektów klasy

clazz

(sposób pozyska-

nia takiej zmiennej opisuje Ramka). Parametr

len

określa roz-

miar tablicy. Trzeci parametr

init

jest obiektem, którym zosta-

ną wypełnione wszystkie komórki tablicy. Przeważnie podaje

się

NULL

– wtedy tablica będzie pusta. Schemat posługiwania

się tablicami zaprezentujemy na przykładzie metody rodzimej,

która oblicza podłogę z pierwiastka dla każdego elementu ta-

blicy (typu

double[]

) przekazanej jako argument i zapisuje wy-

nik w nowej tablicy (typu

int[]

) zwracanej jako rezultat.

Kod klasy

JNIArray

widoczny jest na Listingu 7. W metodzie

main()

tworzymy obiekt tej klasy, wejściową tablicę liczb i prze-

kazujemy ją do metody rodzimej

arrayUse(double[] arg)

, która

zwraca jako wynik tablicę

int[]

. Listing 8 zawiera implementację

w postaci funkcji rodzimej

Java _ JNIArray _ arrayUse()

. Najpierw

pobieramy długość i zawartość tablicy wejściowej

input

. Następ-

nie tworzymy tablicę

retarr

przeznaczoną na wynik. Tablica tym-

czasowa

temparr

jest potrzebna ze względów wydajnościowych:

nie chcemy po każdym obliczeniu wywoływać funkcji

SetIntAr-

rayRegion()

aby umieścić pojedynczy wynik w tablicy

retarr

, lecz

przekopiować wszystkie jednym wywołaniem. Na końcu zwal-

niamy pobrany wskaźnik do tablicy wejściowej i oczywiście tabli-

cę tymczasową. Kompilację, uruchomienie i wynik działania pre-

zentuje Rysunek 7.

Dostęp do atrybutów

Z poziomu C/C++ możemy dostać się do atrybutów obiektów Ja-

vy. Dwa zestawy funkcji JNI pozwalają na operowanie na polach

statycznych i niestatycznych. Aby można było wykonać jakąkol-

wiek operację trzeba najpierw pobrać identyfikator atrybutu re-

prezentowany przez zmienną typu

jfieldID

. Dla atrybutów instan-

cyjnych robimy to funkcją:

jfieldID GetFieldID(jclass clazz,
const char *name,
const char *sig);

Listing 6.

Implementacja rodzimej metody

stringUse(String s)

include

jni

include

iostream

include

"JNIString.h"

using

namespace

std

;

JNIEXPORT

jstring

JNICALL

Java_JNIString_stringUse

(

JNIEnv

env

jclass

clazz

jstring

javaString

) {

const

char

cppString

env

GetStringUTFChars

(

javaString

, 0

)

;

(

cppString

NULL

)

return

NULL

;

cout

cppString

endl

;

env

ReleaseStringUTFChars

(

javaString

cppString

)

;

const

int

LEN

;

char

buf

[

LEN

]

;

cin

getline

(

buf

LEN

)

;

jstring

retchars

env

NewStringUTF

(

buf

)

;

return

retchars

;

}

Listing 7.

Klasa JNIArray

public

class

JNIArray

{

native

int

[]

arrayUse

(

double

[]

arg

)

;

static

{

System

loadLibrary

(

"array"

)

;

}

public

static

void

main

(

String

[]

args

){

JNIArray

arrDemo

new

JNIArray

()

;

double

[]

new

double

[]{

1, 4.5, 10.01

}

;

int

[]

out

arrDemo

arrayUse

(

)

;

for

(

int

;

length

;

)

System

out

println

(

"sqrt("

[

]

")="

out

[

])

;

}

Rysunek 7.

Uruchomienie programu JNIArray

Rysunek 6.

Uruchomienie programu JNIString

Java Native Interface – łączenie Javy i C/C++

Software Developer’s Journal 8/2006

Natomiast identyfikatory atrybutów statycznych pobiera się

podobną funkcją:

jfieldID GetStaticFieldID(jclass clazz,
const char *name,
const char *sig);

W obu przypadkach znaczenie argumentów jest następujące:

•

jclass clazz

jest odniesieniem do klasy w której jest wi-

doczny atrybut,

•

const char * name

jest nazwą atrybutu, pod jaką jest on

zdefiniowany w klasie,

•

const char * sig

jest deskryptorem pola.

Zapis i odczyt atrybutów instancyjnych wykonują funkcje z rodziny:

jtyp GetTypField(jobject obj, jfieldID fieldID);
void SetTypField(jobject obj, jfieldID fieldID, jtyp val);

Typ

podstawiamy nazwę typu pierwotnego Javy (pisa-

nego dużą literą) lub

Object

a za

jtyp

– jego odpowied-

nik JNI. Argument

jobject obj

jest odniesieniem do obiek-

tu zawierającego dany atrybut,

jfieldID

jest identyfikato-

rem tego pola, a

val

jest nową wartością, która zostanie

mu nadana. Dla atrybutów statycznych przewidziano po-

dobne funkcje:

jtyp GetStaticTypField(jclass clazz, jfieldID fieldID);
void SetStaticTypField(jclass clazz,
jfieldID fieldID,
jtyp value);

Znaczenie argumentów jest podobne z tym, że zamiast odnie-

sienia do obiektu przekazujemy odniesienie do klasy

jclass

clazz

, której dotyczy operacja. Dostęp do atrybutów zilustru-

Listing 8.

Implementacja metody rodzimej arrayUse()

z klasy JNIArray

include

jni

include

iostream

include

cmath

include

"JNIArray.h"

using

namespace

std

;

JNIEXPORT

jintArray

JNICALL

Java_JNIArray_arrayUse

(

JNIEnv

env

jobject

self

jdoubleArray

input

) {

jsize

tlen

env

GetArrayLength

(

input

)

;

jdouble

body

env

GetDoubleArrayElements

(

input

, 0

)

;

(

body

NULL

)

return

NULL

;

jintArray

retarr

env

NewIntArray

(

tlen

)

;

(

retarr

NULL

)

return

NULL

;

jint

temparr

new

jint

[

tlen

]

;

for

(

int

;

tlen

;

)

temparr

[

]

(

long

)

floor

(

sqrt

(

body

[

]))

;

env

SetIntArrayRegion

(

retarr

, 0,

tlen

temparr

)

;

env

ReleaseDoubleArrayElements

(

input

body

, 0

)

;

delete

[]

temparr

;

return

retarr

;

}

Listing 9.

Klasa JNIAttributes

public

class

JNIAttributes

{

boolean

instanceField

true

;

static

String

staticField

"Java"

;

native

void

fieldAccess

()

;

public

static

void

main

(

String

[]

args

)

{

System

loadLibrary

(

"attributes"

)

;

JNIAttributes

attr

new

JNIAttributes

()

;

System

out

println

(

"Przed fieldAccess():"

)

;

System

out

println

(

instanceField = "

attr

instanceField

)

;

System

out

println

(

staticField = "

attr

staticField

)

;

attr

fieldAccess

()

;

System

out

println

(

"Po fieldAccess():"

)

;

System

out

println

(

instanceField = "

attr

instanceField

)

;

System

out

println

(

staticField = "

attr

staticField

)

;

}

Rysunek 8.

Uruchomienie programu JNIAttributes

Programowanie

Java

www.sdjournal.org

Software Developer’s Journal 8/2006

Listing 10.

Imeplementacja metody rodzimej fieldAccess() z klasy JNIAttributes

jemy przykładem zawartym w klasie

JNIAttributes

zapre-

zentowanej na Listingu 9. Zawiera ona dwa pola: instan-

cyjne typu

boolean

i statyczne typu

String

. Metoda rodzi-

fieldAccess()

będzie je modyfikować. Implementację tej

metody widzimy na Listingu 10.

Funkcja rodzima

Java _ JNIAttributes _ fieldAccess()

naj-

pierw tworzy identyfikatory pól

instanceField

staticField

zadeklarowanych w klasie

JNIAttributes

. Następnie pobie-

ra ich wartości i wypisuje na standardowym wyjściu me-

chanizmami C++. Dalej tworzymy napis "

C++

" (obiekt klasy

String

), który będzie nową wartością atrybutu

staticField

Na koniec nadajemy nowe wartości atrybutom i wypisujemy

je. Wynik działania przedstawia Rysunek 8.

Wywoływanie metod i tworzenie obiektów

Wywoływanie metod Javy z poziomu C/C++ sprowadza się

do podobnego schematu, co w przypadku atrybutów. Naj-

pierw pozyskujemy identyfikator metody (typu

jmethodID

a następnie używamy odpowiedniej funkcji JNI do wykonania

właściwego wywołania. Ze względu na polimorfizm, wywo-

ływana metoda nie musi być zadeklarowana w klasie obiek-

tu, na rzecz którego jest wołana. Może ona być zadeklarowa-

na w jego nadklasie, a nawet w interfejsie implementowanym

przez jego klasę. Do pozyskania identyfikatora metody uży-

wamy jednej z funkcji:

GetMethodID(jclass clazz, const char *name, const char *sig)
GetStaticMethodID(jclass clazz,
const char *name,
const char *sig)

Obie zwracają wartość typu

jmethodID

. Argumenty mają zna-

czenie podobne jak w przypadku dostępu do składowych:

•

clazz

jest klasą lub interfejsem, w której metoda będzie

poszukiwana, najczęściej będzie to klasa obiektu, na

rzecz którego wołamy metodę,

•

name

jest nazwą metody,

•

sig

jest deskryptorem tej metody.

Wykonanie metody następuje na skutek wywołania jednej

z funkcji JNI:

jtyp CallTypMethod(jobject obj, jmethodID methodID, ...);
jtyp CallStaticTypMethod(jclass clazz, jmethodID methodID,
...);

Wielokropek na końcu listy parametrów oznacza, że funk-

cja pobiera nieokreśloną ich liczbę (podobnie jak

printf()

include

jni

include

iostream

include

"JNIAttributes.h"

using

namespace

std

;

JNIEXPORT

void

JNICALL

Java_JNIAttributes_fieldAccess

(

JNIEnv

env

jobject

self

)

{

// pobieramy odniesienie do klasy tego obiektu

jclass

jniAttrs

env

GetObjectClass

(

self

)

;

// pobieramy identyfikatory pól

jfieldID

fid

env

GetFieldID

(

jniAttrs

"instanceField"

"Z"

)

;

jfieldID

s_fid

env

GetStaticFieldID

(

jniAttrs

"staticField"

"Ljava/lang/String;"

)

;

// jeśli błąd to kończymy

(

fid

NULL

s_fid

NULL

)

return

;

// pobieramy wartości pól

jboolean

fld_val

env

GetBooleanField

(

self

fid

)

;

jstring

s_fld_val

(

jstring

)

env

GetStaticObjectField

(

jniAttrs

s_fid

)

;

// przekształcamy String na napis UTF-8

const

char

cstr

env

GetStringUTFChars

(

s_fld_val

NULL

)

;

(

cstr

NULL

)

return

;

cout

"W trakcie Java_JNIAttributes_fieldAccess() "

"- wartosci argumentow:

instanceField = "

(

fld_val

JNI_TRUE

"true"

"false"

)

endl

staticField = "

cstr

endl

;

// zwalniamy napis UTF-8

env

ReleaseStringUTFChars

(

s_fld_val

cstr

)

;

cstr

"C++"

;

// tworzymy nowy String na podstawie napisu UTF-8

s_fld_val

env

NewStringUTF

(

cstr

)

;

(

s_fld_val

NULL

)

return

;

// nadajemy nowe wartości atrybutom

fld_val

JNI_FALSE

;

env

SetBooleanField

(

self

fid

fld_val

)

;

env

SetStaticObjectField

(

jniAttrs

s_fid

s_fld_val

)

;

cout

"W trakcie Java_JNIAttributes_fieldAccess() "

"- wartosci po modyfikacji:

instanceField = "

(

fld_val

JNI_TRUE

"true"

"false"

)

endl

staticField = "

cstr

endl

;

}

Rysunek 9.

Uruchomienie programu JNIMetods

Java Native Interface – łączenie Javy i C/C++

www.sdjournal.org

Software Developer’s Journal 8/2006

W to miejsce będą podstawiane argumenty dla wołanej

metody. Podobnie jak w przypadku dostępu do atrybutów,

oprócz identyfikatora metody

methodID

, przekazujemy tym

funkcjom odniesienie do obiektu (

obj

) lub klasy (

clazz

), na

rzecz której metoda będzie wołana. Obie funkcje zwracają

rezultat wywołanej metody. Jeśli jest ona typu

void

, to jako

typ wyniku

jtyp

podajemy

void

, a jako

Typ

(w nazwie funk-

cji) podajemy

Void

. W przeciwnym przypadku podajemy od-

powiednie typy.

Zaprezentujemy teraz rekurencyjną metodę rodzimą –

z poziomu implementacji w C++ będziemy wywoływać ją sa-

mą jako metodę Javy. Kod klasy

JNIMetods

prezentuje Listing

11. Metodę

callMethod(short)

wywołujemy tyle razy, ile wyno-

si argument plus 1.

Implementacja metody

callMethod()

jest zawarta na Li-

stingu 12. Operacja pobrania identyfikatora metody jest

dość kosztowna czasowo, dlatego pozyskany identyfikator

zapamiętujemy na statycznej zmiennej, aby odwoływać się

do niego w przyszłych wywołaniach bez potrzeby ponow-

nego pobierania go. Rysunek 9 prezentuje kompilację i wy-

konanie programu. Identyfikatory metod są potrzebne rów-

nież do tworzenia obiektów. Funkcja

jobject NewObject(jclass clazz, jmethodID methodID, ...);

zwraca nowy obiekt klasy

clazz

. Parametr

methodID

jest

identyfikatorem (metody) konstruktora, którego chcemy

użyć do utworzenia obiektu. Ewentualne argumenty kon-

struktora przekazujemy dalej. Pobierając identyfikator me-

tody dla konstruktora należy podać funkcji

GetMethodID()

ja-

ko nazwę metody napis

"<init>"

, oraz

"V"

jako nazwę typu

zwracanego w deskryptorze metody. Tak utworzone obiek-

ty można oczywiście przekazywać na poziom Javy jako re-

zultaty metod, przypisując do atrybutów obiektów czy też

jako elementy tablic.

C a C++

W zaprezentowanych przykładach używaliśmy języka C++.

Funkcje rodzime można również implementować w czystym

C. Kod napisany w C różni się od kodu C++ dwoma detala-

mi.

Po pierwsze, funkcje biblioteczne JNI w wersji C++ są

funkcjami składowymi struktury

JNIEnv

i są wywoływane po-

przez wskaźnik

env

do niej (przesyłany zawsze jako pierwszy

argument do funkcji rodzimych), na przykład:

env->IsInstanceOf(object, clazz);

W wersji C zmienna typu

JNIEnv

jest wskaźnikiem do innej

struktury zawierającej odpowiednie funkcje biblioteczne (ja-

ko wskaźniki). A więc pierwszy parametr funkcji rodzimych

(typu

JNIEnv*

) jest tu podwójnym wskaźnikiem. Te same

funkcje biblioteczne w C pobierają dodatkowo jako pierw-

szy argument wskaźnik typu

JNIEnv*

(w C++ tę rolę spełnia

this

). Zatem powyższe wywołanie w C ma postać:

(*env)->IsInstanceOf(env, object, clazz);

Druga różnica polega na tym, że w języku C nie ma rela-

cji dziedziczenia pomiędzy typami reprezentującymi obiek-

ty, takimi jak:

jobject

jclass

jarray

jdoubleArray

. W związ-

ku z tym nie jest konieczne rzutowanie zmiennych typu

jo-

bject

na jakiś jego podtyp (na przykład przy przetwarzaniu

tablic wielowymiarowych). Oczywiście, utrudnia to wykrycie

potencjalnych błędów.

Zastosowania

Po co łączyć Javę z C/C++? Oczywiście, efektywność ko-

du napisanego w Javie jest z reguły niższa od jego odpo-

wiednika w C/C++, więc jeśli zależy nam na czasie wyko-

nania, to można krytyczne fragmenty kodu zaimplemento-

wać w C/C++ (ewentualnie poddając optymalizacjom) i od-

woływać się do niego w Javie poprzez metody rodzime. Ale

nie tylko zwiększenie efektywności może być zachętą do

stosowania JNI. Jeśli mamy gotowe i sprawdzone bibliote-

ki funkcji C i nie chcemy przepisywać ich od nowa w Ja-

vie to bardzo dobrym rozwiązaniem jest wykorzystanie ich

za pomocą tej technologii. Kolejnym obszarem zastosowań

są sytuacje, kiedy niezbędnego fragmentu kodu nie da się

napisać w Javie. Mogą to być np. sterowniki urządzeń albo

funkcje specyficzne dla danej platformy. We wszystkich ta-

kich przypadkach piszemy funkcje rodzime odwołujące się

do istniejącego kodu, które następnie wywołujemy w Javie

jako metody rodzime. n

Listing 11.

Klasa JNIMetods

public

class

JNIMethods

{

native

void

callMethod

(

short

calls

)

;

public

static

void

main

(

String

[]

args

)

{

System

loadLibrary

(

"methods"

)

;

new

JNIMethods

()

callMethod

((

short

)

;

}

Listing 12.

Imeplementacja rodzimej metody callMethod()

z klasy JNIMetods

include

jni

include

iostream

include

"JNIMethods.h"

using

namespace

std

;

JNIEXPORT

void

JNICALL

Java_JNIMethods_callMethod

(

JNIEnv

env

jobject

self

jshort

calls

) {

static

jmethodID

this_method_id

NULL

;

jclass

this_cls

env

GetObjectClass

(

self

)

;

(

this_method_id

NULL

){

this_method_id

env

GetMethodID

(

this_cls

"callMethod"

"(S)V"

)

;

(

this_method_id

NULL

)

return

;

}

cout

"wywołanie "

calls

endl

;

(

calls

)

env

CallVoidMethod

(

self

this_method_id

calls

)

;

}