【隐私计算篇】Java(JDK17)通过JNI实现调用C++动态链接库(.so)

在最近的工作中，需要通过Java调用C++的动态链接库（.so文件）。为此，我使用了Java的JNI（Java Native Interface）技术。我整理了一个简单的示例，供大家参考。

JNI 是Java提供的一种机制，允许Java代码与本地应用程序或库进行交互，尤其是那些用C或C++编写的库。这在需要与底层系统进行高效交互或调用现有的本地库时非常有用。

步骤1：创建工具静态库 (libcalc.a)

首先，我们编写一个简单的 cpp 文件（calc.cpp），这个文件包含一个执行加法运算的函数，然后将其编译成静态库。

calc.h

// calc.h
#ifndef CALC_H
#define CALC_H

class Calculator {
public:
    int add(int a, int b);
};

#endif // CALC_H

calc.cpp

// calc.cpp
#include "calc.h"

int Calculator::add(int a, int b) {
    return a + b;
}

将这个文件编译成静态库：

g++ -c calc.cpp -o calc.o 
ar rcs libcalc.a calc.o

这将生成一个名为 libcalc.a 的静态库文件。

步骤2：编写 Java 代码调用动态库

接下来，使用 Java 17 编写一个类，加载动态库并调用本地方法。

CalcJNI.java

public class CalcJNI {static {
        System.loadLibrary("jni_add");
    }
    // 声明本地方法
    public native int add(int a, int b);
    
    public static void main(String[] args) {
    CalcJNI calc = new CalcJNI();
    int result = calc.add(5, 3);
    System.out.println("Result of 5 + 3 = " + result);
    }
}

步骤3：生成 JNI 头文件

从 JDK 10 开始，javah 已被弃用，我们可以直接使用 javac 的 -h 选项生成 JNI 头文件。

执行生成 JNI 头文件（CalcJNI.h）命令。

javac -h . CalcJNI.java

这会在当前目录生成 CalcJNI.h 文件，供我们在 C++ 代码中使用。

步骤4：创建桥接动态库 (libjni_add.so)

接下来，我们编写一个动态库，动态库会链接到上面创建的静态库，并通过 JNI 暴露给 Java 使用。

jni_add.cpp

#include <jni.h>
#include "CalcJNI.h"  // 由 javah 生成的 JNI 头文件
#include "calc.h"     // 包含静态库头文件

JNIEXPORT jint JNICALL Java_CalcJNI_add(JNIEnv *env, jobject obj, jint a, jint b) {
    Calculator calc;
    return calc.add(a, b);
}

编译这个文件并生成动态库

g++ -fPIC -I${JAVA_HOME}/include -I${JAVA_HOME}/include/linux -c jni_add.cpp -o jni_add.o
g++ -shared -o libjni_add.so jni_add.o -L. -lcalc

上面的命令生成一个名为 libjni_add.so 的动态库文件。

步骤5：运行 Java 程序

最后，运行 Java 程序：

java CalcJNI

如果一切顺利，输出应该是：

Result of 5 + 3 = 8

小结

本次我们使用 C++ 实现了工具静态库和桥接动态库，并通过JNI与Java进行了集成。我们还使用了 JDK 17，并展示了如何使用 javac 生成 JNI 头文件。

这套流程不仅支持更复杂的 C++ 功能，还能更好地与现代 Java 版本兼容。

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改进代码组织结构

CMake管理代码组织结构

project/
│
├── CMakeLists.txt
│
├── calc/            # 步骤1的静态库代码
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── calc.h
│   └── calc.cpp
│
├── calc_jni/        # 步骤4的动态库及JNI封装代码
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── calc_jni_wrapper.h
│   ├── calc_jni_wrapper.cpp
│   ├── jni_add.cpp
│   └── calc_jni.h   # 步骤3生成的头文件
│
└── calc_project/    # 步骤2的Java代码
    ├── CMakeLists.txt
    ├── CalcJNI.java
    ├── CalcTool.java
    └── Demo.java

# 需要事先定义CalcJNI接口，并通过javac生成calc_jni.h 头文件。

外层的CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(CalcProject)

# 添加子目录
add_subdirectory(calc)
add_subdirectory(calc_jni)
add_subdirectory(calc_project)

新建一个build.sh

rm -rf build
javac -h ./calc_jni ./calc_project/CalcJNI.java
mkdir build
cd build
cmake ..
cmake --build .

cd calc_project
java -Djava.library.path=../calc_jni -cp calc_project.jar Demo

🔥🔥🔥代码资源下载： https://download.csdn.net/download/Jackie_vip/89654764