Java 调用 Cpp 代码简单示例

Java 调用 Cpp 代码

前言：首先说明一下，本篇文章是干嘛的，简单来说就是在 Java 代码里调用 C++ 代码。但是呢，这里只做一个简单的示例，调用最简单的 C++ 代码，起到一个抛砖引玉的作用。如有不对之处，望大家指正之。
需要说明的：一般情况下，是不会出现 Java 调用 C++ 的，除非是那种对效率要求比较高的场景，例如复杂算法的实现。

Java 调用 C++ 代码的实现方式

Java 可以通过 JNA 或者 JNI 的方式实现对 C++ 代码的调用，当然还有其他方式，这个我就没怎么了解了，大家可以自己去研究。
这里介绍以下两种方式实现 Java 对 C++ 的调用：

1. Linux(Centos 7) 下 Java 通过 JNA 的方式调用 C++；
2. Windows10 下 Java 通过 JNI 的方式调用 C++。

JNA 的底层实现其实就是 JNI，可以理解为 JNA 把 JNI 进行了封装，使得 Java 调用 C++ 更简单方便，但是 JNA 效率要比 JNI 低不少。

调用过程简介

首先 Java 调用 Java 代码，这个作为 Java 开发者大家都是知道的，引入 jar 包依赖，直接使用就行；或者把源代码复制过来也行。
那么，Java 调用 C++ 代码又该如何实现呢？显然不能直接把 C++ 源代码复制过来直接调用，而是将 .so(Linux) 或者 .dll(Windwos) 文件加载，然后进行使用。
因为 C++ 不是跨平台的语言，所以在 Linux 下，C++ 代码编译之后会生成 .so 文件，在 Windows 下，C++ 代码编译之后会生成 .dll 文件，这里可以简单的把 .so/.dll 文件类比为 Java 的 jar 包文件。

Java 调用 C++ 代码的两种方式具体示例

1.Java 通过 JNA 的方式调用 C++

首先，这里是在 CentOS7 操作系统下完成的，当然 Ubuntu 之类的都行，总之是在 Linux 环境之下。
好了，接下来直接开始：

1.1 准备 C++ 代码，并编译生成 .so 动态链接库

c++(cal.cpp) 代码十分简单，只有一个两数相加的 add 方法：

extern "C" int add(int a, int b) {
    return a + b;
}
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说明：C++ 代码中需要被 Java 调用的方法必须使用 extern "C" 修饰，否则会出现找不到该方法的错误，extern "C" 的意思是让 C++ 代码以 C 的方式编译。
如果直接用 C++ 的方式编译，C++ 编译器会修改方法名，例如这里的 add 方法名会变成类似于 add_int_int 之类的名称，这就导致 Java 在调用的时候找不到 add 方法了。
也正是由于这个原因，所以 C++ 是支持方法重载的，而 C 是不支持的。

然后是编译 C++ 代码，生成动态链接库，执行以下命令即可：

g++ cal.cpp -fpic -shared -o libcal.so
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执行完毕，可以看到生成了 libcal.so 文件：

到这里，C++ 部分的工作便已经完成了，接下来该 Java 部分了。

1.2 准备 Java 代码，加载 .so 文件，编译并执行对 C++ 的调用

首先，这里会用到 JNA 的依赖 jar，点击这里获取 jna.jar。

下载之后，上传到服务器，我这里给它重命名成了 jna.jar，如下：

然后是设置环境变量：export CLASSPATH=$CLASSPATH:.:./jna.jar，注意这里把当前目录加了进来。
编写 JavaCallCpp.java 代码，完成对 .so 文件的加载和调用：

import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;

public class JavaCallCpp {
	    
    public interface CLib extends Library {
    	//注意：这里表示加载 libcal.so 库，写 cal 即可，不要写 libcal.so
        CLib INSTANCE = Native.load("cal", CLib.class);
				            	
		//声明方法，这个必须和 cal.cpp 的方法保持一致
        int add(int a,int b);
    }
	        
    public static int add(int a,int b) {
        return CLib.INSTANCE.add(a,b);
    }
		    
    public static void main(String[] args) {
		System.out.println("java通过jna调用.so库执行1+2=" + JavaCallCpp.add(1, 2));
    }
}
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最后编译 JavaCallCpp.java，并运行即可，如下：

到此，Linux 下 Java 通过 JNA 的方式对 C++ 的调用就完成了。
接下来，再介绍一下，Windows 下 Java 通过 JNI 的方式实现对 C++ 的调用。
再次强调一下，Windows 下，Java 调用 C++ 使用的是 .dll 文件，而不是 .so 文件，Linux 下则反之。至于是通过 JNA 调用还是通过 JNI 调用，都是可以的，大家自己决定就好。

2.Java 通过 JNI 的方式调用 C++

这里是在 Windows10 操作系统下完成的。
这里就不需要 jna.jar 了，但是流程会复杂一点，其实也不复杂，如下：

1. 编写 Java 代码 native 方法，并编译生成 .h 头文件；
2. 编写 C++ 代码，实现 .h 头文件的方法，并编译 C++ 代码生成 .dll 动态链接库；
3. Java 代码加载 .dll 文件，完成对 C++ 的调用。

2.1 编写 Java 代码 native 方法，并编译生成 .h 头文件

JavaCallCpp.java 代码非常简单，如下：

public class JavaCallCpp {

	public native static int add(int a, int b);
	
}
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然后编译生成 .h 头文件，C++ 中的 .h 头文件可以简单的类比为 Java 中的接口类（了解不多，个人愚见），编译命令：javac -encoding utf8 .\JavaCallCpp.java -h .

编译成功后会在当前目录生成 .h 头文件，如下：

让我们看看 JavaCallCpp.h 的内容都有什么：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include 
/* Header for class JavaCallCpp */

#ifndef _Included_JavaCallCpp
#define _Included_JavaCallCpp
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     JavaCallCpp
 * Method:    add
 * Signature: (II)I
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_JavaCallCpp_add
  (JNIEnv *, jclass, jint, jint);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

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可以看到，方法同样有 extern "C" 修饰。注意：不能修改方法名！！！

2.2 编写 C++ 代码，实现 .h 头文件的方法，并编译 C++ 代码生成 .dll 动态链接库

先看看 JavaCallCpp.h 的实现类 JavaCallCpp.cpp：

#include "JavaCallCpp.h"

JNIEXPORT jint JNICALL Java_JavaCallCpp_add
        (JNIEnv *, jclass, jint a, jint b) {
    return a + b;
}
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我这里编译 C++ 代码用的工具是 CLion，当然你也可以使用其他工具或者命令行，具体如下：
创建 C++ Library 工程 ：

引入 jni.h 和 jni_md.h 头文件（这两个文件安装了 jdk 就会有，我的是在 C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_241\include\win32 目录下）。需要注意的是 JavaCallCpp.h 头文件会报红，引入 jni_md.h ，即 #include 即可。

然后 Ctrl + f9 执行编译就会生成 libjavacallcpp.dll 文件，当然也可能生成的 .dll 文件是 javacallcpp.dll，当然啦，名字不重要，可能是因为编译设置不一样。如下：

2.3 Java 代码加载 .dll 文件，完成对 C++ 的调用

我这里为了下面图片显示方便，直接把步骤2.2生成的 .dll 文件复制到了 JavaCallCpp.java 同目录下来了。 同时为了省事，就直接在 JavaCallCpp.java 类里面完成 .dll 文件的加载和调用：

public class JavaCallCpp {

	public native static int add(int a, int b);
	
	public static void main(String[] args) {
		//load方法需要.dll文件的全路径名称 不需要设置环境变量 反正我没设置
		//如果是 System.loadlibrary 则写法不一样，不需要全路径 也不需要 .dll 后缀
		System.load("C:/Users/czj/Desktop/JavaCallCpp/libjavacallcpp.dll");
		
		System.out.println("java通过jni方式调用c++执行1+2=" + add(1, 2));
	}
}
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编译 JavaCallCpp.java 运行成功，如下：

OK，至此，Java 通过 JNI 的方式调用 C++ 已完成。
最后，附上一个 Github 上的 Java 调用 C++ 各种方式实现：java调用cpp示例，希望对你有帮助。