### JNI设计实践之路
#### 一、前言
在探讨JNI（Java Native Interface）的设计实践之前，我们需要了解JNI的基本概念及其应用场景。JNI是一种强大的技术，它允许Java应用程序直接调用用其他语言（如C/C++）编写的本地方法。这种能力对于那些需要高性能计算、直接访问硬件资源或是调用已有非Java库的应用程序来说至关重要。
本文档旨在提供一个在32位Windows平台上实现Java本地方法的实际案例。我们将使用Sun公司的Java Development Kit (JDK) 版本1.4.2，并采用Microsoft Visual C++ 6.0编译器来编译本地代码。此外，我们还将探讨以下几个关键问题：
1. 如何让Java程序调用现有的DLL？
2. 如何在C++程序中创建、检查及更新Java对象？
3. 如何在C++和Java程序中互相抛出异常，并进行异常处理？
4. 探讨为什么使用Eclipse及JBuilder工具生成的可执行文件大小不足100K，以及背后所采用的技术方案。
#### 二、JNI基础知识简介
##### Java与非Java代码交互的需求
虽然Java语言及其标准库足以满足大多数应用程序的开发需求，但在某些特殊情况下，仍然需要使用非Java代码。例如：
- 打印功能
- 图像转换
- 访问硬件资源
- 调用现有非Java库
为了实现Java与非Java代码之间的通信，开发人员需要编译器和JVM的支持，以及额外的工具来将Java代码映射到非Java代码。目前，有多种方案可供选择，主要包括：
1. **JNI (Java Native Interface)**
2. **IGL (Java Runtime Interface)**
3. **J/Direct**
4. **RNI (Raw Native Interface)**
5. **Java/COM 集成方案**
6. **CORBA (Common Object Request Broker Architecture)**
在这些方案中，JNI是最常用且被广泛支持的。它作为JDK的一部分，提供了丰富的API来实现Java与非Java代码之间的交互。下面我们将详细介绍JNI的基本原理及其使用方式。
#### 三、JNI基本原理
JNI作为一种通用的编程接口，允许Java应用程序调用本地化方法。这意味着，在JVM上运行的Java程序能够与用其他语言（如C/C++）编写的程序或库进行相互调用。JNI还提供了一系列API，支持将Java虚拟机直接嵌入到本地应用程序中。
JNI的主要功能包括：
1. 创建、检查及更新Java对象。
2. 调用Java和非Java程序所编写的函数，包括Win32 API等。
3. 捕获和抛出异常。
4. 加载类并获取类信息。
5. 进行运行时类型检查。
通过JNI，几乎所有在Java程序中能够对类及对象的操作都可以在本地化方法中实现。
#### 四、使用JNI编写Java程序调用非Java程序的步骤
使用JNI编写Java程序调用非Java程序的一般步骤如下：
1. 编写对本地化方法及其参数进行声明的Java代码。
2. 使用头文件生成器`javah`生成本地化方法对应的头文件。
3. 使用C/C++实现本地化方法，并编译、链接生成DLL文件。
4. Java程序通过生成的DLL文件调用非Java程序。
下面以具体的例子来说明这一过程：
**实例1：调用求圆面积的C++ DLL**
假设有一个名为`Circle.dll`的DLL文件，使用Microsoft Foundation Classes (MFC)编写，参数为圆的半径，返回值为圆的面积。我们希望在Java程序中调用这个DLL。
1. **本地化方法声明**：
```java
package com.example.math;
public class Circle {
static {
System.loadLibrary("Circle");
}
public native double area(double radius);
}
```
2. **生成头文件**：
使用`javah -jni com.example.math.Circle`命令生成对应的头文件`Circle.h`。
3. **实现本地化方法**：
使用C++编写本地方法，并确保正确地调用了Java程序中定义的方法。
```cpp
#include <jni.h>
extern "C" {
JNIEXPORT jdouble JNICALL Java_com_example_math_Circle_area(JNIEnv *env, jobject obj, jdouble radius) {
// 实现计算圆面积的逻辑
return 3.14159265358979323846 * radius * radius;
}
}
```
4. **编译并链接生成DLL文件**：
使用Visual C++编译器编译上述C++代码，并生成DLL文件。
5. **Java程序调用DLL**：
在Java程序中通过`Circle`类调用`area()`方法，即可得到圆的面积。
#### 结论
通过本篇文章的学习，我们不仅了解了JNI的基本概念和原理，还掌握了如何使用JNI编写Java程序调用非Java程序的具体步骤。这对于那些需要高性能或特定功能的应用程序来说是非常有用的。在未来的工作中，我们可以根据具体的需求灵活运用这些知识来解决问题。
tanchao1112012-10-09作为入门的资料还不错～
