java - 无法让最简单的 JNI 示例在 Windows 10 上运行

Question

对于我正在做的项目，我很快将不得不使用 Java Native 接口(interface)。我试图通过阅读开始使用它 this tutorial在 IBM DeveloperWorks 网站上。

基本上，它告诉我写这个类:

public class Sample1 {
  public native int intMethod( int n );
  public native boolean booleanMethod( boolean bool );
  public native String stringMethod( String text );
  public native int intArrayMethod( int[] intArray );

  public static void main( String[] args ){
    try{
      System.loadLibrary( "Sample132" );
    } catch( UnsatisfiedLinkError e ){
        System.out.println( "Linking failed with message\n" + e.getMessage() );
    }

    Sample1 sample = new Sample1();
    int square = 0, sum = 0;
    boolean bool = false;
    String text = "";

    try{
      square = sample.intMethod( 5 );
      bool   = sample.booleanMethod( true );
      text   = sample.stringMethod( "JAVA" );
      sum    = 
        sample.intArrayMethod(
          new int[]{ 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13 } );
    } catch( UnsatisfiedLinkError e ){
      System.out.println( "Calling native method failed with\n" + e.getMessage() );
      System.exit( 1 );
    }

    System.out.println( "intMethod: " + square );
    System.out.println( "booleanMethod: " + bool );
    System.out.println( "stringMethod: " + text );
    System.out.println( "intArrayMethod: " + sum );
  }
}

这个类只包含一些简单的本地方法。在其主要方法中，它尝试加载包含这些实现的 DLL。我用 javah 为类生成了适当的头文件 (Sample1.h)。我的包含实现的 C++ 文件如下所示:

#include "Sample1.h"

#include <string.h>

extern "C" {
JNIEXPORT jint JNICALL Java_Sample1_intMethod
  ( JNIEnv * env, 
    jobject obj, 
    jint num ){
      return( num * num );
    }

JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_Sample1_booleanMethod
  ( JNIEnv * env, 
    jobject obj, 
    jboolean boolean ){
    return( ! boolean );
  }

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Sample1_stringMethod
  ( JNIEnv * env, 
    jobject obj,
    jstring string ){
    const char * str = env->GetStringUTFChars( string, 0 );
    char cap[ 128 ];
    strcpy( cap, str );
    env->ReleaseStringUTFChars( string, 0 );
    return( env->NewStringUTF( strupr( cap ) ) );
  }

JNIEXPORT jint JNICALL Java_Sample1_intArrayMethod
  ( JNIEnv * env,
    jobject obj,
    jintArray array ){
    int i, sum = 0;
    jsize len = env->GetArrayLength( array );
    jint * body = env->GetIntArrayElements( array, 0 );
    for( i=0; i < len; i++ ){
      sum += body[ i ];
    }
    env->ReleaseIntArrayElements(array, body, 0);
    return( sum );
  }
}

我现在遇到的问题是，一旦 Sample1 类的主方法调用了其实例上的 native intMethod，它就会崩溃并出现 UnsatisfiedLinkError 运行时异常。现在，DLL 与类位于同一目录中，我已验证主函数实际上已成功加载库:它不会在 System.loadLibrary() 调用中抛出 UnsatisfiedLinkError 异常。但是为了完整起见，我想知道我用 MinGW 的 G++ 编译 DLL 的方式是否与调用失败有关:

g++ -I"C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.8.0_172\include"-I"C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.8.0_172\include\win32"-fPIC --shared -m32 -o Sample132.dll Sample1.cpp

我还应该注意，我在 32 位 JVM 中运行该类，它是一个 32 位 DLL!

最后，使用 MS VS 的 dumpbin 工具，我得到了这个输出:

Dump of file Sample132.dll

File Type: DLL

  Section contains the following exports for Sample132.dll

    00000000 characteristics
    5B4F79B4 time date stamp Wed Jul 18 19:32:36 2018
        0.00 version
           1 ordinal base
           4 number of functions
           4 number of names

    ordinal hint RVA      name

          1    0 000012DE Java_Sample1_booleanMethod@12
          2    1 00001368 Java_Sample1_intArrayMethod@12
          3    2 000012D0 Java_Sample1_intMethod@12
          4    3 000012F5 Java_Sample1_stringMethod@12

  Summary

        1000 .CRT
        1000 .bss
        1000 .data
        1000 .debug_abbrev
        1000 .debug_aranges
        2000 .debug_info
        1000 .debug_line
        1000 .edata
        1000 .eh_frame
        1000 .idata
        1000 .rdata
        1000 .reloc
        1000 .text
        1000 .tls

所以看起来符号并没有被破坏，因此 JVM 无法在加载的 DLL 中找到正确的符号。

有谁知道为什么我的程序在调用 native 方法时会失败并出现 UnsatisfieLinkError？一些帮助将不胜感激!

提前致谢，约书亚

编辑:这是仍然无法编译的 C++ 文件

#include "Sample1.h"

#include <string.h>

JNIEXPORT jint JNICALL Java_Sample1_intMethod
  ( JNIEnv * env, 
    jobject obj, 
    jint num ){
      return( num * num );
    }

JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_Sample1_booleanMethod
  ( JNIEnv * env, 
    jobject obj, 
    jboolean boolean ){
    return( ! boolean );
  }

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Sample1_stringMethod
  ( JNIEnv * env, 
    jobject obj,
    jstring string ){
    const char * str = env->GetStringUTFChars( string, 0 );
    char cap[ 128 ];
    strcpy( cap, str );
    env->ReleaseStringUTFChars( string, 0 );
    return( env->NewStringUTF( strupr( cap ) ) );
  }

JNIEXPORT jint JNICALL Java_Sample1_intArrayMethod
  ( JNIEnv * env,
    jobject obj,
    jintArray array ){
    int i, sum = 0;
    jsize len = env->GetArrayLength( array );
    jint * body = env->GetIntArrayElements( array, 0 );
    for( i=0; i < len; i++ ){
      sum += body[ i ];
    }
    env->ReleaseIntArrayElements(array, body, 0);
    return( sum );
  }

void main(){}

Answer 1

好的，我解决了我的问题。问题在于我构建 DLL 的方式。

首先，您应该将选项kill-at 传递给MinGW 链接器(ld)。当你不传递这个选项时，尽管有 extern "C" 声明，你的符号仍然会以一种微妙的方式被破坏:在函数名的末尾，编译器将附加 @<函数参数占用的字节数>。这看起来像是一个小细节，但您不想要这个。 Java(或者至少是标准的 Oracle JVM)不需要这个后缀!

其次，g++ 实际上允许您定义 _JNI_IMPLEMENTATION。这个内置标识符将向编译器发出信号，表明它将要构建的共享库用于 JNI 并相应地配置自身。

因此，最后，要编译 DLL 属性，您不要必须对原始 javah 生成的头文件进行任何更改。只需执行此命令:

g++ -I"C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.8.0_172\include" -I"C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.8.0_172\include\win32" -D_JNI_IMPLEMENTATION -Wl,--kill-at --shared -o Sample132.dll Sample1.cpp

(当然，将包含路径更改为您的 Java SDK 安装的包含路径)

This page包含许多有关使用 MinGW 构建 JNI 兼容 DLL 的有趣信息

我希望这对将来的人也有帮助。非常感谢您的帮助，Alerra! :)