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Java语言FFI教程（手把手教你用Java调用本地代码）

主机测评网
Java
2025-12-07
370

在现代软件开发中，有时我们需要让Java程序与操作系统底层或其他语言（如C/C++）编写的库进行交互。这种能力被称为外部函数接口（Foreign Function Interface, FFI）。在Java生态中，实现这一功能的核心技术就是Java Native Interface（JNI）。本篇Java FFI教程将从零开始，带你一步步掌握如何使用JNI调用本地代码，即使你是编程小白也能轻松上手！

什么是JNI？

JNI是Java提供的一套标准API，允许Java代码与用其他语言（主要是C/C++）编写的本地代码进行交互。通过JNI，你可以：

调用系统级API（如Windows API或Linux系统调用）
复用已有的C/C++库（例如图像处理、加密算法等）
提升性能关键路径的执行效率

Java语言FFI教程（手把手教你用Java调用本地代码） Java FFI教程 Java调用本地代码 Native Interface JNI入门指南第1张

第一步：编写Java类并声明native方法

首先，我们创建一个Java类，并在其中声明一个native方法。这个方法没有方法体，它的实现将由C/C++代码提供。

public class HelloNative {    // 声明一个native方法    public native String sayHelloFromC();    // 加载本地库    static {        System.loadLibrary("hello"); // 加载名为 libhello.so (Linux) 或 hello.dll (Windows) 的库    }    public static void main(String[] args) {        HelloNative hello = new HelloNative();        System.out.println(hello.sayHelloFromC());    }}

第二步：生成C头文件

编译上面的Java类后，使用javah工具（JDK 8及以下）或javac -h（JDK 10+）生成对应的C语言头文件。

假设你使用的是JDK 11或更高版本，执行以下命令：

javac HelloNative.javajavac -h . HelloNative.java

这将在当前目录生成一个名为HelloNative.h的头文件，内容大致如下：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */#include <jni.h>/* Header for class HelloNative */#ifndef _Included_HelloNative#define _Included_HelloNative#ifdef __cplusplusextern "C" {#endifJNIEXPORT jstring JNICALL Java_HelloNative_sayHelloFromC  (JNIEnv *, jobject);#ifdef __cplusplus}#endif#endif

第三步：编写C实现文件

接下来，我们创建一个C源文件（例如hello.c），实现刚刚声明的函数：

#include <jni.h>#include <stdio.h>#include "HelloNative.h"JNIEXPORT jstring JNICALL Java_HelloNative_sayHelloFromC  (JNIEnv *env, jobject obj) {    return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from C! This is JNI in action.");}

第四步：编译C代码为动态链接库

现在，我们需要将C代码编译成动态链接库。不同操作系统的命令略有不同：

Linux / macOS:

gcc -shared -fPIC -I${JAVA_HOME}/include -I${JAVA_HOME}/include/linux \    -o libhello.so hello.c

Windows (使用MinGW或MSVC):

gcc -shared -I"%JAVA_HOME%\include" -I"%JAVA_HOME%\include\win32" \    -o hello.dll hello.c

注意：请确保JAVA_HOME环境变量已正确设置。

第五步：运行Java程序

将生成的动态库（libhello.so 或 hello.dll）放在Java可以找到的位置（例如当前目录），然后运行Java程序：

java HelloNative

如果一切顺利，你将看到输出：

Hello from C! This is JNI in action.

常见问题与注意事项

路径问题：确保动态库在java.library.path中，或使用System.load()指定绝对路径。
内存管理：JNI中要特别注意内存泄漏，尤其是字符串和数组的释放。
异常处理：C代码中的错误应通过JNI异常机制反馈给Java层。
线程安全：JNI函数不是线程安全的，多线程环境下需谨慎处理JNIEnv*。

结语

通过这篇Java FFI教程，你应该已经掌握了如何使用Java Native Interface（JNI）来调用本地C代码。虽然JNI有一定的学习曲线，但它是连接Java与底层系统的重要桥梁。随着Project Panama（Java的新一代FFI方案）的发展，未来Java的外部函数调用将更加简洁高效。但在现阶段，JNI仍然是最成熟、最广泛使用的方案。

希望这篇JNI入门指南能帮助你迈出Java调用本地代码的第一步！如果你有任何疑问，欢迎在评论区留言交流。