DSP

JNI实现JAVA调用C/C++开源库

2019-07-13 15:55发布

一、前言

JNI(Java Native Interface)的作用是实现java调用C/C++写的方法或开源库。由于java语言自身的局限性,一些特定功能的开源库往往是没有java语言版本的,比如本人项目中需要用到DSP库,DSP库C/C++的开源库数不胜数,但是JAVA版本的根本找不到,但是我的项目需要开发出一款app,因此必须使用java编程。为了解决这个矛盾,JNI就派上用场了。
本文将结合基于C++的DSP开源库SP++3.0中的傅立叶变换方法讲解JNI编程方法和常见错误及其解决方法。

二、具体过程

1.编写java代码

本文涉及两个java文件,一个声明java native方法,另一个含有主函数main,代码如下: class testjava { //java文件只需要声明方法即可,具体实现在c或cpp文件中 public native double[] fft(double[] xn); //返回的数组的前半部分是傅立叶系数的实部, //后半部分是虚部,方法需用native修饰 static {//必须用static修饰 System.loadLibrary("javadll");//加载动态库dll,不需要后缀名 } }
public class main { public static void main(String[] args){ testjava fourier=new testjava(); int len=100; double[] x=new double[len]; int j=0; for(double t=0;t

2.编译testjava.java,并生成.h头文件

本文全程使用cmd命令行,使用IDE方法类似,具体操作有细微区别

2.1 cd命令切换至java文件所在目录后使用javac命令编译,生成testjava.class

cd D:java javac testjava.java

2.2 使用javah命令生成testjava.h头文件

这里需要注意的是,如果java文件所在路径没有添加进classpath环境变量中,cmd命令为 javah -classpath . testjava//注意中间有一个英文句号

3.编写C/C++实现

3.1 头文件添加

首先要把需要用到的头文件jni.h,jni_md.h(jni.h需要用到),testjava.h,以及和傅立叶变换方法有关的fftpf.h,vectormath.h复制到cpp文件所在路径,当然也可以放到 VS2010的安装路径VCinclude。其中jni.h、jni_md.h在JDK安装路径下的include文件夹里

3.2 方法实现

javadll.cpp #include #include #include #include #include #include #include "testjava.h" using namespace std; using namespace splab; JNIEXPORT jdoubleArray JNICALL Java_testjava_fft (JNIEnv *env, jobject jo, jdoubleArray xn){ jsize len=env->GetArrayLength(xn); //获取数组长度 jdouble *p = env->GetDoubleArrayElements(xn,0); Vector signal(len,p); FFTPF Fourier; Vector> XK; XK.resize(len); Fourier.fft(signal,XK); Vector a; Vector b; a.resize(len); b.resize(len); a=real(XK); b=imag(XK); jdoubleArray result; result=env->NewDoubleArray(2*len); jdouble *p2 = env->GetDoubleArrayElements(result,0); for(int i=0;iReleaseDoubleArrayElements(xn,p,0); env->ReleaseDoubleArrayElements(result,p2,0); return result; } 对比我们在testjava.java和testjava.h中的函数声明(如下),我们发现java中的double[]变为了jdoubleArray,这里怎么理解呢?可以这样理解,在C/C++中,既可以使用C/C++原本的数据类型,又可以使用jdoubleArray这些数据类型。其他数据类型的对应关系以及jint、jObjectArray、jsize这类数据的操作方法见附件(很好的一份文档)。特别要注意的是文档中提到的C和C++语法的差异,比如javadll.cpp中有注释的一行,如果是使用C语言,则应写为 jsize len=(*env)->GetArrayLength(env,xn); //获取数组长度 很好理解,这是因为C++是面向对象的,有类这一概念 testjava.h中的函数声明 JNIEXPORT jdoubleArray JNICALL Java_testjava_fft (JNIEnv *, jobject, jdoubleArray);//testjava.h中输入参数是没有参数名的, //在javadll.cpp中实现方法时应当加上参数名
testjava.java中的函数声明 public native double[] fft(double[] xn);

4.编译cpp文件得到动态链接库文件javadll.dll

cd命令切换到VS2010安装路径VCinamd64,之后输入vcvars64并回车启动编译器
再切换至cpp文件所在路径,之后使用cl命令生成dll文件 cl -LD javadll.cpp 之后可以在cpp所在路径下看到生成了javadll.dll,javadll.lib等文件
在这个过程中,需要注意的是dll的位数和所安装的JDK的位数要一致,否则下一步运行时会报错。
具体来说,VS2010的安装路径下有两个编译器,分别是32位和64位的,64位的路径见上面,32位的路径为VS2010的安装路径Common7Toolsvcvars32
如果你的JDK是64位的,就要使用vcvars64,否则使用vcvars32。JDK版本可以通过命令行的java -version命令获得,若执行命令后出现64-bits,则为64位,没出现的为32位。
如果你是使用IDE,不是cmd,怎么办呢?见文末附件。

5.运行java程序

首先要把javadll.dll复制到java文件所在路径并切换至java文件所在路径,其次用javac命令编译,java命令运行。
javac命令编译时注意,testjava.java和main.java需要一起编译,否则会报错。 javac *.java 最后运行, java -classpath . main 引入-classpath的原因和javah命令一样
运行截图: 3008061-3cad775b22fff281.png cos(2*pi*t)的傅立叶系数

6.附件

1.附件1讲解了JNI的常见操作方法
http://www.doc88.com/p-403985462945.html
2.附件2是Youtube视频,讲解了cmd模式下的jni编程示例
https://www.youtube.com/watch?v=tDhOPYi-rYE&spfreload=1
3.附件3是本人自己写的用VS2010创建dll的过程以及Eclipse中如何修改只单个项目所用的JDK版本而不用改变本机的JDK版本。
链接: https://pan.baidu.com/s/1o8A0OOi 密码: 238d