用Delphi开发JNI(Java Native Interface)应用(一)

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JNI(Java Native Interface,Java本地接口)技术大家都不陌生,它可以帮助解决Java访问底层硬件的局限和执行效率的提高。关于JNI的开发,大多数资料讨论的都是如何用C/C++语言开发JNI,甚至于JDK也提供了一个javah工具来自动生成C语言程序框架。但是,对于广大的Delphi程序员来说,难道就不能用自己喜爱的Delphi与Java互通消息了吗?

通过对javah生成的C程序框架和JDK中的jni.h文件的分析,我们发现,Java利用JNI访问本地代码的关键在于jni.h中定义的JNINativeInterface_这个结构(Struct),如果用Delhpi语言改写它的定义,应该也可以开发JNI的本地代码。幸运的是,在网上有现成的代码可以帮助你完成这个繁杂的工作,在http://delphi-jedi.org上提供了一个jni.pas文件,就是用Delphi语言重写的jni.h。我们只需在自己的Delphi工程中加入jni.pas就可以方便地开发出基于Delphi语言的JNI本地代码。

本文将利用jni.pas,讨论用Delphi语言开发JNI本地代码的基本方法。

先来看一个经典的HelloWorld例子。编写以下Java代码:

class HelloWorld

{

  public native void displayHelloWorld();

  static

  {

    System.loadLibrary("HelloWorldImpl");

  }

}

这段代码声明了一个本地方法displayHelloWorld,它没有参数,也没有返回值,但是希望它能在屏幕上打印出“您好!中国。”字样。这个任务我们打算交给了本地的Delphi来实现。同时,在这个类的静态域中,用System.loadLibrary()方法装载HelloWorldImpl.dll。注意,这里只需要给出文件名而不需要给出扩展名dll。

这时候,如果在我们的Java程序中使用HelloWorld类的displayHelloWorld方法,系统将抛出一个java.lang.UnsatisfiedLinkError的错误,因为我们还没有为它实现本地代码。

下面再看一下在Delphi中的本地代码的实现。新建一个DLL工程,工程名为HelloWorldImpl,输入以下代码:

Uses

  JNI;

procedure Java_HelloWorld_displayHelloWorld(PEnv: PJNIEnv; Obj: JObject);stdcall;

begin

  Writeln('您好!中国。');

end;

exports

  Java_HelloWorld_DisplayHelloWorld;

end.

这段代码首先导入jni.pas单元。然后实现了一个叫Java_HelloWorld_displayHelloWorld的过程,这个过程的命名很有讲究,它以Java开头,用下划线将Java类的包名、类名和方法名连起来。这个命名方法不能有误,否则,Java类将无法将nativ方法与它对应起来。同时,在Win32平台上,此过程的调用方式只能声明为stdcall。虽然在HelloWorld类中声明的本地方法没有参数,但在Delphi中实现的具体过程则带有两个参数:PEnv : PJNIEnv和Obj : JObject。(这两种类型都是在jni.pas中定义的)。其中,PEnv参数代表了Jvm环境,而Obj参数则代表调用此过程的Java对象。当然,这两个参数,在我们这个简单的例子中是不会用到的。因为我们编译的是dll文件,所以在exports需要输出这个方法。

编译Delphi工程,生成HelloWorldImp.dll文件,放在运行时系统能够找到的目录,一般是当前目录下,并编写调用HelloWorld类的Java类如下:

class MainTest

{

  public static void main(String[] args)

  {

    new HelloWorld().displayHelloWorld();

  }

}

运行它,如果控制台输出了“您好!中国。”,恭喜你,你已经成功地用Delphi开发出第一个JNI应用了。

接下来,我们稍稍提高一点,来研究一下参数的传递。还是HelloWorld,修改刚才写的displayHelloWorld方法,让显示的字符串由Java类动态确定。新的displayHelloWorld方法的Java代码如下:

public native void displayHelloWorld(String str);

修改Delphi的代码,这回用到了过程的第一个固有参数PEnv,如下:

procedure Java_HelloWorld_displayHelloWorld(PEnv: PJNIEnv; Obj: JObject; str: JString); stdcall;

var

  JVM: TJNIEnv;

begin

  JVM := TJNIEnv.Create(PEnv);

  Writeln(JVM.UnicodeJStringToString(str));

  JVM.Free;

end;

在该过程的参数表中我们增加了一个参数 str : JString,这个str就负责接收来自HelloWorld传入的str实参。注意实现代码的不同,因为使用了参数,就涉及到参数的数据类型之间的转换。从Java程序传过来的Java的String对象现在成了特殊的JString类型,而JString在Delphi中是不可以直接使用的。需要借助TJNIEnv提供的UnicodeJStringToString()方法来转换成Delphi能识别的string类型。所以,需要构造出TJNIEnv的实例对象,使用它的方法(TJNIEnv提供了众多的方法,这里只使用了它最基本最常用的一个方法),最后,记得要释放它。对于基本数据类型的参数,从Java传到Delphi中并在Delphi中使用的步骤就是这么简单。

我们再提高一点点难度,构建一个自定义类Book,并把它的实例对象作为参数传入Delphi,研究一下在本地代码中如何访问对象参数的公共字段。

首先,定义一个简单的Java类Book,为了把问题弄得稍微复杂一点,我们在Book中增加了一个java.util.Date类型的字段,代码如下:

public class Book

{

  public String title;  //标题

  public double price; //价格

  public Date pdate;  //购买日期

}

同样,在HelloWorld类中增加一个本地方法displayBookInfo,代码如下:

public native void displayBookInfo(Book b);

Delphi的代码相对于上面几个例子来说,显得复杂了一点,先看一下代码:

procedure Java_HelloWorld_displayBookInfo(PEnv: PJNIEnv; Obj: JObject; b:JObject); stdcall;

var

 JVM: TJNIEnv;

 c,c2: JClass;

 fid:JFieldID;

mid:JMethodID;

title,datestr:string;

price:double;

pdate:JObject;

begin

  JVM := TJNIEnv.Create(PEnv);

  c:=JVM.GetObjectClass(b);

  fid:=JVM.GetFieldID(c,'title','Ljava/lang/String;');

  title:=JVM.UnicodeJStringToString(JVM.GetObjectField(b,fid));

  fid:=JVM.GetFieldID(c,'price','D');

  price:=JVM.GetDoubleField(b,fid);

  fid:=JVM.GetFieldID(c,'pdate','Ljava/util/Date;');

  pdate:=JVM.GetObjectField(b,fid);

  c2:=JVM.GetObjectClass(pdate);

  mid:=JVM.GetMethodID(c2,'toString','()Ljava/lang/String;');

  datestr:=JVM.JStringToString(JVM.CallObjectMethodA(pdate,mid,nil));

 

  WriteLn(Format('%s  %f  %s',[title,price,datestr]));

 

  JVM.Free;

end;

参数b:JObject就是传入的Book对象。先调用GetObjectClass方法,根据b对象获得它所属的类c,然后调用GetFieldID方法从ç中获取一个叫做title的属性的字段ID,一定要传入正确的类型签名。然后通过GetObjectField方法就可以根据得到的字段ID从对象中得到字段的值。注意这里的次序:我们得到传入的对象参数(Object),就要先得到它的类(Class),这样既有了对象实例,又有了类,以后就从类中得到字段ID,根据字段ID从对象中得到字段值。对于类的静态字段,则可以直接从类中获取它的值而不需要通过对象。如果要调用对象的方法,操作步骤也基本类似,也需要从类中获取方法ID,再执行对象的相应方法。在本例中,因为我们增加了一个java.util.Date类型的字段,要访问这样的字段,也只能先把它做为JObject读入,再以同样的方法进一步去访问它的成员(属性或方法)。本例中演示了如何访问Date对象的成员方法toString。

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