Question

我们先从一个简单的例子开始：一个 Java 程序调用固有方法，后者再调用 Win32 的 API 函数 MessageBox()，显示出一个图形化的文本框。这个例子稍后也会与 J/Direct 一志使用。若您的平台不是 Win32，只需将包含了下述内容的 C 头：

#include <windows.h>

替换成：

#include <stdio.h>

并将对 MessageBox() 的调用换成调用 printf() 即可。

第一步是写出对固有方法及它的自变量进行声明的 Java 代码：

class ShowMsgBox {
  public static void main(String [] args) {
    ShowMsgBox app = new ShowMsgBox();
    app.ShowMessage("Generated with JNI");
  }
  private native void ShowMessage(String msg);
  static {
    System.loadLibrary("MsgImpl");
  }
}

在固有方法声明的后面，跟随有一个 static 代码块，它会调用 System.loadLibrary()（可在任何时候调用它，但这样做更恰当）System.loadLibrary() 将一个 DLL 载入内存，并建立同它的链接。DLL 必须位于您的系统路径，或者在包含了 Java 类文件的目录中。根据具体的平台，JVM 会自动添加适当的文件扩展名。

1. C 头文件生成器：javah

现在编译您的 Java 源文件，并对编译出来的.class 文件运行 javah。javah 是在 1.0 版里提供的，但由于我们要使用 Java 1.1 JNI，所以必须指定-jni 参数：

javah -jni ShowMsgBox

javah 会读入类文件，并为每个固有方法声明在 C 或 C++头文件里生成一个函数原型。下面是输出结果——ShowMsgBox.h 源文件（为符合本书的要求，稍微进行了一下修改）：

/* DO NOT EDIT THIS FILE 
   - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class ShowMsgBox */

#ifndef _Included_ShowMsgBox
#define _Included_ShowMsgBox
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     ShowMsgBox
 * Method:    ShowMessage
 * Signature: (Ljava/lang/String;)V
 */
JNIEXPORT void JNICALL 
Java_ShowMsgBox_ShowMessage
  (JNIEnv *, jobject, jstring);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

从“#ifdef_cplusplus”这个预处理引导命令可以看出，该文件既可由 C 编译器编译，亦可由 C++编译器编译。第一个#include 命令包括 jni.h——一个头文件，作用之一是定义在文件其余部分用到的类型；JNIEXPORT 和 JNICALL 是一些宏，它们进行了适当的扩充，以便与那些不同平台专用的引导命令配合；JNIEnv，jobject 以及 jstring 则是 JNI 数据类型定义。

2. 名称管理和函数签名

JNI 统一了固有方法的命名规则；这一点是非常重要的，因为它属于虚拟机将 Java 调用与固有方法链接起来的机制的一部分。从根本上说，所有固有方法都要以一个“Java”起头，后面跟随 Java 方法的名字；下划线字符则作为分隔符使用。若 Java 固有方法“过载”（即命名重复），那么也把函数签名追加到名字后面。在原型前面的注释里，大家可看到固有的签名。欲了解命名规则和固有方法签名更详细的情况，请参考相应的 JNI 文档。

3. 实现自己的 DLL

此时，我们要做的全部事情就是写一个 C 或 C++源文件，在其中包含由 javah 生成的头文件；并实现固有方法；然后编译它，生成一个动态链接库。这一部分的工作是与平台有关的，所以我假定读者已经知道如何创建一个 DLL。通过调用一个 Win32 API，下面的代码实现了固有方法。随后，它会编译和链接到一个名为 MsgImpl.dll 的文件里：

#include <windows.h>
#include "ShowMsgBox.h"

BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule, 
  DWORD dwReason, void** lpReserved) {
  return TRUE;
}

JNIEXPORT void JNICALL 
Java_ShowMsgBox_ShowMessage(JNIEnv * jEnv, 
  jobject this, jstring jMsg) {
  const char * msg;
  msg = (*jEnv)->GetStringUTFChars(jEnv, jMsg,0);
  MessageBox(HWND_DESKTOP, msg, 
    "Thinking in Java: JNI",
    MB_OK | MB_ICONEXCLAMATION);
  (*jEnv)->ReleaseStringUTFChars(jEnv, jMsg,msg);
}

若对 Win32 没有兴趣，只需跳过 MessageBox() 调用；最有趣的部分是它周围的代码。传递到固有方法内部的自变量是返回 Java 的大门。第一个自变量是类型 JNIEnv 的，其中包含了回调 JVM 需要的所有挂钩（下一节再详细讲述）。由于方法的类型不同，第二个自变量也有自己不同的含义。对于象上例那样的非 static 方法（也叫作实例方法），第二个自变量等价于 C++的“this”指针，并类似于 Java 的“this”：都引用了调用固有方法的那个对象。对于 static 方法，它是对特定 Class 对象的一个引用，方法就是在那个 Class 对象里实现的。

剩余的自变量代表传递到固有方法调用里的 Java 对象。主类型也是以这种形式传递的，但它们进行的“按值”传递。

在后面的小节里，我们准备讲述如何从一个固有方法的内部访问和控制 JVM，同时对上述代码进行更详尽的解释。