孫文華，劉 平

(南昌工程學(xué)院 信息工程學(xué)院，江西 南昌 330099)

雖然Java和VC++是當(dāng)前兩大主流的編程語(yǔ)言，但是如果兩者之間不能有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)相互調(diào)用的話，勢(shì)必會(huì)給編程人員的工作帶來諸多不便，增加許多的重復(fù)工作，甚至有可能造成整個(gè)項(xiàng)目的擱淺。另外，不同語(yǔ)言之間的互相調(diào)用還可以有效地利用現(xiàn)有程序,并且不需要一遍一遍地撰寫類似的程序代碼。為此，本文引人了VC++中的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件，通過實(shí)例闡述了如何在Java中成功調(diào)用VC++動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的問題[1]。

1 技術(shù)介紹

1.1 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)DLL

動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)DLL好比一個(gè)封裝起來的 “倉(cāng)庫(kù)”,DLL是Dynamic Link Library的縮寫，其中封裝了一些或者部分可以被共享的例程和資源，采用動(dòng)態(tài)的連接方式就能夠被其他程序動(dòng)態(tài)裝載、運(yùn)行以完成某些特定的功能。

采用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)進(jìn)行軟件開發(fā)，具體優(yōu)勢(shì)主要有下面幾點(diǎn)：

(1)對(duì)硬件資源方面的要求比較小

在程序開發(fā)過程中，經(jīng)常遇到多個(gè)程序調(diào)用同一個(gè)函數(shù)庫(kù)的情況，這時(shí)如果使用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，就可以大大減少在磁盤和物理內(nèi)存中重復(fù)代碼的加載。只有當(dāng)生成的EXE文件確實(shí)要調(diào)用該DLL模塊時(shí)，系統(tǒng)才會(huì)將其加載到內(nèi)存空間中去。

(2)項(xiàng)目體系結(jié)構(gòu)模塊化開發(fā)

程序結(jié)構(gòu)模塊化對(duì)項(xiàng)目開發(fā)有著重要的作用，能夠方便項(xiàng)目的管理與功能的定制。動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的設(shè)計(jì)包含這種思想。另外，動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)支持多語(yǔ)言。這樣可以有更廣闊的應(yīng)用平臺(tái)，方便開發(fā)程序的移植，也可以在不同的開發(fā)平臺(tái)上調(diào)用。通常當(dāng)開發(fā)的系統(tǒng)為龐大系統(tǒng)，避免不了有許多重復(fù)類型的功能，這時(shí)如果將這些類似的功能單獨(dú)做成DLL，將可以大大減少開發(fā)的工作量和提高開發(fā)的速度[2]。

(3)軟件維護(hù)方便

當(dāng)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的函數(shù)需要更新或修復(fù)時(shí)，采用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)更方便。因?yàn)椴渴鸺鞍惭b動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)在此就不要求重新建立程序與該DLL的連接。此外，如果多個(gè)程序使用同一個(gè)DLL，則多個(gè)程序都將從該更新或修復(fù)中獲益。當(dāng)使用定期更新或修復(fù)的第三方DLL時(shí)，此問題可能會(huì)更頻繁地出現(xiàn)，升級(jí)到DLL就可以更容易解決這些問題。

(4)功能實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)隱藏

考慮到一些重要技術(shù)的保密和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，在某些情況下，通常將項(xiàng)目中一些功能實(shí)現(xiàn)的具體細(xì)節(jié)隱藏起來，即希望里面的部分代碼不被公開，這時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)就是一項(xiàng)非常不錯(cuò)的實(shí)現(xiàn)方法。動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)可以被其他應(yīng)用程序訪問調(diào)用，但將代碼的具體細(xì)節(jié)完全隱藏起來。另外，DLL的語(yǔ)言無關(guān)性也是很重要的一個(gè)方面。正是由于動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)DLL與語(yǔ)言無關(guān)的這個(gè)特點(diǎn)，故用VC++創(chuàng)建的DLL可以被其他任何支持動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的編程語(yǔ)言調(diào)用,比如 VB、Delphi、PD[3]等。

1.2 Java本地編程接口JNI

JNI(Java Native Interfacejava)其實(shí)就是指 Java本地程序接口，屬于JDK中的一部分。當(dāng)Java程序中有需要調(diào)用通過VC++語(yǔ)言編寫的DLL時(shí)，此時(shí)最佳選擇就是使用JNI技術(shù)。通過使用Java本地接口書寫程序，可以確保代碼在不同的開發(fā)平臺(tái)上方便移植。JNI使得運(yùn)行于Java虛擬機(jī)的代碼可以操作用C、C++或者匯編等書寫的應(yīng)用程序或庫(kù)，同時(shí)也可以通過調(diào)用相應(yīng)的接口函數(shù)將Java虛擬機(jī)內(nèi)嵌到本地應(yīng)用程序中。

特別需要提醒的是，只要有下面幾種情況中的任何一種出現(xiàn)時(shí)，程序員就需要利用JNI來進(jìn)行處理：(1)所開發(fā)的應(yīng)用程序要使用到與平臺(tái)相關(guān)的屬性，但Java標(biāo)準(zhǔn)類庫(kù)不支持對(duì)這些屬性的處理；(2)已經(jīng)擁有了利用其他編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用程序或庫(kù),希望用Java直接調(diào)用這些應(yīng)用程序或庫(kù)來實(shí)現(xiàn)；(3)程序中的某個(gè)模塊對(duì)運(yùn)行的時(shí)間效率要求很高，此時(shí)希望用比較低級(jí)的語(yǔ)言(如匯編)來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)希望在Java應(yīng)用程序中使用這個(gè)模塊[4]。

2 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 設(shè)計(jì)步驟

使用JNI在Java中調(diào)用VC++寫的 DLL有以下幾個(gè)步驟：(1)創(chuàng)建 Java類；(2)編譯 Java代碼并生成頭文件；(3)開發(fā) DLL并實(shí)現(xiàn)方法；(4)編譯動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)；(5)測(cè)試運(yùn)行程序。

2.2 設(shè)計(jì)實(shí)例

2.2.1 無包情況

(1)在Java中寫調(diào)用VC的代碼，具體如下：

(2)在運(yùn)行彈出的輸入框中輸入cmd進(jìn)入dos界面，通過cd命令進(jìn)入到安裝Java的路徑下面的bin中，假設(shè)安裝目錄是 D：Program FilesJavajdk1.6.0_10in，把JieCheng.java文件移到 D：Program FilesJavajdk1.6.0_10in目錄下，輸入 javac JieCheng.java，可以看到在該目錄下生成了JieCheng.class的文件。輸入javah JieCheng生成了JieCheng.h文件。具體如下：

(3)在VC下創(chuàng)建DLL文件,名字一定要是System.load-Library("JieCheng")中的 JieCheng，把 JieCheng.h文件直接復(fù)制到該VC文件下，同時(shí)把jni.h,jni_md.h復(fù)制到VC工程下。在JieCheng.cpp文件下實(shí)現(xiàn)在Java中聲明過的方法，注意方法名一定要與JieCheng.h中聲明的方法一致，在方法中寫入代碼如下：

(4)在VC下編譯生成 JieCheng.dll文件，把該文件直接復(fù)制到 Java的安裝目錄下面的 bin目錄下：D：Program FilesJavajdk1.6.0_10in。

(5)把在VC下編譯生成的JieCheng.dll文件直接復(fù)制到 Java的安裝目錄的 bin目錄下：D：Program FilesJavajdk1.6.0_10in。運(yùn)行命令：java JieCheng，本例中，JieCheng函數(shù)用于求一個(gè)數(shù)的階乘，所以在屏幕上顯示的結(jié)果是“120”。

2.2.2 有包情況

有包的情況與上面介紹的無包情況大致相同。但需要特別強(qiáng)調(diào)、引起注意的地方是：首先需要在Java的安裝目錄bin下創(chuàng)建包名文件夾，假設(shè)創(chuàng)建的包名文件夾的名稱為NegerVector，然后把.java文件放在此文件夾中。接下來就是進(jìn)入DOS環(huán)境下運(yùn)行兩個(gè)命令，首先運(yùn)行：javac NegerVectorJieCheng.java； 然后運(yùn)行：javah Neger Vector.JieCheng。其他的可以參照無包情況了，因?yàn)榻酉聛砼c無包的情況基本相同。

在許多大型項(xiàng)目的開發(fā)過程中，從提高開發(fā)效率以及實(shí)現(xiàn)代碼重用的角度來看，跨平臺(tái)服務(wù)的開發(fā)是未來的發(fā)展趨勢(shì)，從而經(jīng)常需要在Java程序中調(diào)用VC中的DLL。本文從JNI技術(shù)出發(fā)，通過簡(jiǎn)單的實(shí)例詳細(xì)闡述了JNI調(diào)用VC++寫的DLL的程序，解決了Java與VC的有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了它們之間的相互調(diào)用。

[1]王志文，夏秦，李平均.Java程序設(shè)計(jì)(修訂本)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社,2005.

[2]孫文華.一種基于Java編程的臟字過濾器的設(shè)計(jì)[J].微型機(jī)與應(yīng)用,2012，31(9)：18-19,23.

[3]王敏,邵定宏,陸金桂.動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)技術(shù)及其應(yīng)用實(shí)[J].微計(jì)算機(jī)信息,2006,22(27)：272-274.

[4]宋曉字，王永會(huì).Visual C++高級(jí)編程技術(shù)與實(shí)例[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2006.