jni返回结构体参数

转自:https://www.cnblogs.com/saintaxl/archive/2012/01/08/2316591.html

如何使用JNI的一些基本方法和过程在网上多如牛毛,如果你对Jni不甚了解,不知道Jni是做什么的,如何建立一个基本的jni程序,或许可以参考下面下面这些文章: 
利用VC++6.0实现JNI的最简单的例子 
JNI入门教程之HelloWorld篇 
SUN JNI Tutorial 

这些资料的例子中,大多数只是输入一些简单的参数,获取没有参数。而在实际的使用过程中,往往需要对参数进行处理转换。才可以被C/C++程序识别。比如我们在C++中有一个结构(Struct)DiskInfo ,需要传递一个类似于DiskInfo *pDiskInfo的参数,类似于在C++这样参数如何传递到Java中呢?下面我们就来讨论C++到Java中方法的一些常见参数的转换: 
定义Native Java类: 

如果你习惯了使用JNI,你就不会觉得它难了。既然本地方法是由其他语言实现的,它们在Java中没有函数体。但是,所有本地代码必须用本地关键词声明,成为Java类的成员。假设我们在C++中有这么一个结构,它用来描述硬盘信息:

Java代码

//硬盘信息
struct {
    char name[256];
    int serial;
}DiskInfo;

 那么我们需要在Java中定义一个类来与之匹配,声明可以写成这样:

Java代码

class DiskInfo {
    //名字
    public String name;

    //序列号
    public int serial;
}


在这个类中,申明一些Native的本地方法,来测试方法参数的传递,分别定义了一些函数,用来传递结构或者结构数组,具体定义如下面代码

Java代码

/**//****************** 定义本地方法 ********************/
    //输入常用的数值类型(Boolean,Byte,Char,Short,Int,Float,Double)
    public native void displayParms(String showText, int i, boolean bl);

    //调用一个静态方法
    public native int add(int a, int b);

    //输入一个数组
    public native void setArray(boolean[] blList);

    //返回一个字符串数组
    public native String[] getStringArray();

    //返回一个结构
    public native DiskInfo getStruct();

    //返回一个结构数组
    public native DiskInfo[] getStructArray();

编译生成C/C++头文件 

定义好了Java类之后,接下来就要写本地代码。本地方法符号提供一个满足约定的头文件,使用Java工具Javah可以很容易地创建它而不用手动去创建。你对Java的class文件使用javah命令,就会为你生成一个对应的C/C++头文件。
1、在控制台下进入工作路径,本工程路径为:E:\work\java\workspace\JavaJni。
2、运行javah 命令:javah -classpath E:\work\java\workspace\JavaJni com.sundy.jnidemo ChangeMethodFromJni
本文生成的C/C++头文件名为: com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni.h

在C/C++中实现本地方法

生成C/C++头文件之后,你就需要写头文件对应的本地方法。注意:所有的本地方法的第一个参数都是指向JNIEnv结构的。这个结构是用来调用JNI函数的。第二个参数jclass的意义,要看方法是不是静态的(static)或者实例(Instance)的。前者,jclass代表一个类对象的引用,而后者是被调用的方法所属对象的引用。

返回值和参数类型根据等价约定映射到本地C/C++类型,如表JNI类型映射所示。有些类型,在本地代码中可直接使用,而其他类型只有通过JNI调用操作。

表A
Java类型     本地类型     描述
boolean     jboolean     C/C++8位整型
byte        jbyte        C/C++带符号的8位整型
char        jchar        C/C++无符号的16位整型
short      jshort       C/C++带符号的16位整型
int        jint         C/C++带符号的32位整型
long        jlong                 C/C++带符号的64位整型e
float        jfloat        C/C++32位浮点型
double      jdouble       C/C++64位浮点型
Object       jobject       任何Java对象,或者没有对应java类型的对象
Class        jclass        Class对象
String       jstring        字符串对象
Object[]      jobjectArray   任何对象的数组
boolean[]      jbooleanArray   布尔型数组
byte[]       jbyteArray    比特型数组
char[]        jcharArray     字符型数组
short[]      jshortArray    短整型数组
int[]        jintArray       整型数组
long[]        jlongArray     长整型数组
float[]        jfloatArray     浮点型数组
double[]      jdoubleArray    双浮点型数组

JNI类型映射
使用数组:

JNI通过JNIEnv提供的操作Java数组的功能。它提供了两个函数:一个是操作java的简单型数组的,另一个是操作对象类型数组的。

因为速度的原因,简单类型的数组作为指向本地类型的指针暴露给本地代码。因此,它们能作为常规的数组存取。这个指针是指向实际的Java数组或者Java数组的拷贝的指针。另外,数组的布置保证匹配本地类型。

为了存取Java简单类型的数组,你就要要使用GetXXXArrayElements函数(见表B),XXX代表了数组的类型。这个函数把Java数组看成参数,返回一个指向对应的本地类型的数组的指针。

表B
函数               Java数组类型         本地类型
GetBooleanArrayElements      jbooleanArray        jboolean
GetByteArrayElements              jbyteArray           jbyte
GetCharArrayElements       jcharArray           jchar
GetShortArrayElements      jshortArray         jshort
GetIntArrayElements        jintArray            jint
GetLongArrayElements       jlongArray           jlong
GetFloatArrayElements       jfloatArray           jfloat
GetDoubleArrayElements      jdoubleArray         jdouble


JNI数组存取函数 

当你对数组的存取完成后,要确保调用相应的ReleaseXXXArrayElements函数,参数是对应Java数组和 GetXXXArrayElements返回的指针。如果必要的话,这个释放函数会复制你做的任何变化(这样它们就反射到java数组),然后释放所有相关的资源。 


为了使用java对象的数组,你必须使用GetObjectArrayElement函数和SetObjectArrayElement函数,分别去get,set数组的元素。GetArrayLength函数会返回数组的长度。 
使用对象 

JNI提供的另外一个功能是在本地代码中使用Java对象。通过使用合适的JNI函数,你可以创建 Java对象,get、set 静态(static)和实例(instance)的域,调用静态(static)和实例(instance)函数。JNI通过ID识别域和方法,一个域或方法的ID是任何处理域和方法的函数的必须参数。 

表C列出了用以得到静态(static)和实例(instance)的域与方法的JNI函数。每个函数接受(作为参数)域或方法的类,它们的名称,符号和它们对应返回的jfieldID或jmethodID。 

表C 
函数     描述 
GetFieldID                            得到一个实例的域的ID 
GetStaticFieldID                    得到一个静态的域的ID 
GetMethodID                        得到一个实例的方法的ID 
GetStaticMethodID                得到一个静态方法的ID 

域和方法的函数 

如果你有了一个类的实例,它就可以通过方法GetObjectClass得到,或者如果你没有这个类的实例,可以通过FindClass得到。符号是从域的类型或者方法的参数,返回值得到字符串,如表D所示。 

表D 
Java 类型                     符号 
boolean                       Z 
byte                            B 
char                            C 
short                           S 
int                               I 
long                             L 
float                            F 
double                         D 
void                             V 
objects对象                   Lfully-qualified-class-name;L类名 
Arrays数组                    [array-type [数组类型 
methods方法                 (argument-types)return-type(参数类型)返回类型 

※确定域和方法的符号 

下面我们来看看,如果通过使用数组和对象,从C++中的获取到Java中的DiskInfo 类对象,并返回一个DiskInfo数组: 

//返回一个结构数组,返回一个硬盘信息的结构数组
JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStructArray
(JNIEnv *env, jobject _obj)
{
    //申明一个object数组
    jobjectArray args = 0;
   
    //数组大小
    jsize        len = 5;

    //获取object所属类,一般为ava/lang/Object就可以了
    jclass objClass = (env)->FindClass("java/lang/Object");

    //新建object数组
    args = (env)->NewObjectArray(len, objClass, 0);

    /**//* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/

    //获取Java中的实例类
    jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");
   
    //获取类中每一个变量的定义
    //名字
    jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");
    //序列号
    jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");

    //给每一个实例的变量付值,并且将实例作为一个object,添加到objcet数组中
    for(int i=0; i < len; i++ )
    {
        //给每一个实例的变量付值
        jstring jstr = WindowsTojstring(env,"我的磁盘名字是 D:");
        //(env)->SetObjectField(_obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));
        (env)->SetObjectField(_obj,str,jstr);
        (env)->SetShortField(_obj,ival,10);

        //添加到objcet数组中
        (env)->SetObjectArrayElement(args, i, _obj);
    }
    //返回object数组
    return args;

}


全部的C/C++方法实现代码如下:
/**//*
*
* 一缕阳光(sundy)版权所有,保留所有权利。
*/
/**//**
*
* TODO Jni 中一个从Java到C/C++参数传递测试类
*
* @author 刘正伟(sundy)
* @see http://www.cnweblog.com/sundy
* @see mailto:[email protected]
* @version 1.0
* @since 2005-4-30
*
* 修改记录:
*
* 日期              修改人                 描述
* ----------------------------------------------------------------------------------------------
*
*
*
*/
// JniManage.cpp : 定义 DLL 应用程序的入口点。
//
package com.sundy.jnidemo;
#include "stdafx.h"

#include 
#include 
#include "jni.h"
#include "jni_md.h"

#include "./head/Base.h"
#include "head/wmi.h"
#include "head/com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni.h" //通过javah –jni javactransfer 生成
#include 
#include "stdlib.h"
#include "string.h"

#pragma comment (lib,"BaseInfo.lib")
#pragma comment (lib,"jvm.lib")
//硬盘信息
struct {
    char name[256];
    int serial;
}DiskInfo;
/**//*BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule,
                       DWORD ul_reason_for_call,
                       LPVOID lpReserved
                     )
{
    LPTSTR strName = new CHAR[256] ;
    (*GetHostName)(strName);
    printf("%s\n",strName);
    delete [] strName;

    return TRUE;
}*/
//将jstring类型转换成windows类型
char* jstringToWindows( JNIEnv *env, jstring jstr );
//将windows类型转换成jstring类型
jstring WindowsTojstring( JNIEnv* env, char* str );

//主函数
BOOL WINAPI DllMain(HANDLE hHandle, DWORD dwReason, LPVOID lpReserved)
{
    return TRUE;
}
//输入常用的数值类型 Boolean,Byte,Char,Short,Int,Float,Double
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_displayParms
(JNIEnv *env, jobject obj, jstring s, jint i, jboolean b)
{
    const char* szStr = (env)->GetStringUTFChars(s, 0 );
    printf( "String = [%s]\n", szStr );
    printf( "int = %d\n", i );
    printf( "boolean = %s\n", (b==JNI_TRUE ? "true" : "false") );
    (env)->ReleaseStringUTFChars(s, szStr );
}

//调用一个静态方法,只有一个简单类型输出
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_add
(JNIEnv *env, jobject, jint a, jint b)
{
    int rtn = (int)(a + b);
    return (jint)rtn;
}

/**/输入一个数组,这里输入的是一个Boolean类型的数组
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_setArray
(JNIEnv *env, jobject, jbooleanArray ba)
{
    jboolean* pba = (env)->GetBooleanArrayElements(ba, 0 );
    jsize len = (env)->GetArrayLength(ba);
    int i=0;
    // change even array elements
    for( i=0; i < len; i+=2 )
    {
        pba[i] = JNI_FALSE;
        printf( "boolean = %s\n", (pba[i]==JNI_TRUE ? "true" : "false") );
    }
    (env)->ReleaseBooleanArrayElements(ba, pba, 0 );
}

/**/返回一个字符串数组
JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStringArray
(JNIEnv *env, jobject)
{
    jstring      str;
    jobjectArray args = 0;
    jsize        len = 5;
    char*        sa[] = { "Hello,", "world!", "JNI", "is", "fun" };
    int          i=0;
    args = (env)->NewObjectArray(len,(env)->FindClass("java/lang/String"),0);
    for( i=0; i < len; i++ )
    {
        str = (env)->NewStringUTF(sa[i] );
        (env)->SetObjectArrayElement(args, i, str);
    }
    return args;
}

//返回一个结构,这里返回一个硬盘信息的简单结构类型
JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStruct
(JNIEnv *env, jobject obj)
{
    /**//* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/

    //获取Java中的实例类
    jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");

    //获取类中每一个变量的定义
    //名字
    jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");
    //序列号
    jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");


    //给每一个实例的变量付值
    (env)->SetObjectField(obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));
    (env)->SetShortField(obj,ival,10);
   
    return obj;
}

//返回一个结构数组,返回一个硬盘信息的结构数组
JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStructArray
(JNIEnv *env, jobject _obj)
{
    //申明一个object数组
    jobjectArray args = 0;
   
    //数组大小
    jsize        len = 5;

    //获取object所属类,一般为ava/lang/Object就可以了
    jclass objClass = (env)->FindClass("java/lang/Object");

    //新建object数组
    args = (env)->NewObjectArray(len, objClass, 0);

    /**//* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/

    //获取Java中的实例类
    jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");
   
    //获取类中每一个变量的定义
    //名字
    jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");
    //序列号
    jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");

    //给每一个实例的变量付值,并且将实例作为一个object,添加到objcet数组中
    for(int i=0; i < len; i++ )
    {
        //给每一个实例的变量付值
        jstring jstr = WindowsTojstring(env,"我的磁盘名字是 D:");
        //(env)->SetObjectField(_obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));
        (env)->SetObjectField(_obj,str,jstr);
        (env)->SetShortField(_obj,ival,10);

        //添加到objcet数组中
        (env)->SetObjectArrayElement(args, i, _obj);
    }
    //返回object数组
    return args;

}

//将jstring类型转换成windows类型
char* jstringToWindows( JNIEnv *env, jstring jstr )
{
    int length = (env)->GetStringLength(jstr );
    const jchar* jcstr = (env)->GetStringChars(jstr, 0 );
    char* rtn = (char*)malloc( length*2+1 );
    int size = 0;
    size = WideCharToMultiByte( CP_ACP, 0, (LPCWSTR)jcstr, length, rtn,(length*2+1), NULL, NULL );
    if( size <= 0 )
        return NULL;
    (env)->ReleaseStringChars(jstr, jcstr );
    rtn[size] = 0;
    return rtn;
}
//将windows类型转换成jstring类型
jstring WindowsTojstring( JNIEnv* env, char* str )
{
    jstring rtn = 0;
    int slen = strlen(str);
    unsigned short * buffer = 0;
    if( slen == 0 )
        rtn = (env)->NewStringUTF(str );
    else
    {
        int length = MultiByteToWideChar( CP_ACP, 0, (LPCSTR)str, slen, NULL, 0 );
        buffer = (unsigned short *)malloc( length*2 + 1 );
        if( MultiByteToWideChar( CP_ACP, 0, (LPCSTR)str, slen, (LPWSTR)buffer, length ) >0 )
            rtn = (env)->NewString( (jchar*)buffer, length );
    }
    if( buffer )
        free( buffer );
    return rtn;
}

Java 测试native代码
这没有什么多说的,看代码吧
//主测试程序
    public static void main(String[] args) {
        ChangeMethodFromJni changeJni = new ChangeMethodFromJni();

        //输入常用的数值类型(string int boolean)
        System.out
                .println("------------------输入常用的数值类型(string int boolean)-----------");
        changeJni.displayParms("Hello World!", 100, true);

        //调用一个静态方法
        System.out.println("------------------调用一个静态方法-----------");
        int ret = changeJni.add(12, 20);
        System.out.println("The result is: " + String.valueOf(ret));

        //输入一个数组
        System.out.println("------------------输入一个数组-----------");
        boolean[] blList = new boolean[] { true, false, true };
        changeJni.setArray(blList);

        //返回一个字符串数组
        System.out.println("------------------返回一个字符串数组-----------");
        String[] strList = changeJni.getStringArray();
        for (int i = 0; i < strList.length; i++) {
            System.out.print(strList[i]);
        }
        System.out.println();

        System.out.println("------------------返回一个结构-----------");

        //返回一个结构
        DiskInfo disk = changeJni.getStruct();
        System.out.println("name:" + disk.name);
        System.out.println("Serial:" + disk.serial);

        //返回一个结构数组

        System.out.println("------------------返回一个结构数组 -----------");
        DiskInfo[] diskList = changeJni.getStructArray();
        for (int i = 0; i < diskList.length; i++) {
            System.out.println("name:" + diskList[i].name);
            System.out.println("Serial:" + diskList[i].serial);
        }

    }

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