linux搭建c++动态链接库

linux搭建动态链接库

本文章为解决java调用c++或c代码问题

背景

在有些情况下，我们需要使用java调用c或者c++的代码，比如和外部公司合作的时候加解密算法等。

如何在linux上搭建动态链接库

其实说是搭建动态链接库，更浅显易懂的描述是搭建动态链接，生成动态链接文件。

• 文件准备
• java调用c++程序的接口定义

public class Hello {

    public native static String decode(String key, String content);

    static{
        //加载动态链接库文件地址，linux，windows和macos的各个系统生成文件都不相同
        System.load("/home/q/test/main.so");
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(decode(args[1], args[2]));
    }
}

– c++接口实现程序，要实现java定义的方法，感觉和java中的interface和impl的关系很像

//这个方法的定义是有一定规范的，需要根据java文件生成的.h文件中获取，然后把相应接口实现
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Hello_decode
  (JNIEnv *env, jclass jc, jstring key, jstring content){

       return content;
  }

• 生成java文件的 .h 文件
• 通过命令直接把 .java 文件生成 .h 文件

#没有package的情况下
javah Hello.h

• 经常遇到的问题是我们搭建的web程序其实在服务器中是存在于target目录下的，而且各个类都有包，这个时候我们需要在包所在的那个文件目录下运行命令
  —– java 代码

package com.xxx.intention.dsp.adapter.impl.yyy;

/**
 * 调用dll的交互类，该类需要生成javah的头文件，不要修改该类
 * @date 2018/6/7
 */
public class JavaInvodeCSohu {

    /**
     * 定义与c++交互的方法
     * @param hexkey 秘钥
     * @param hexcode 密文
     * @return 明文
     */
    public native static String decrypt(String hexkey, String hexcode);
    private static final String PATH = "sohuSO/libMaoin.so";
    static{
        String path = JavaInvodeCSohu.class.getClassLoader().getResource(PATH).getPath();
        System.load(path);
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(decrypt(args[1], args[2]));
    }
}

—– 命令如下

#classes目录下就是com/xxx/intention/dsp.adapter/impl/yyy/JavaInvodeCSohu.class
/home/q/www/dsp_platform/webapps/ROOT/WEB-INF/classes]$ javah com.xxx.intention.dsp.adapter.impl.yyy.JavaInvodeCSohu

• 生成的文件 Hello.h

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class Hello */

#ifndef _Included_Hello
#define _Included_Hello
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     Hello
 * Method:    decode
 * Signature: (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
 */
 //这个方法其实就是我们定义的接口，也是c++代码需要实现的接口
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Hello_decode
  (JNIEnv *, jclass, jstring, jstring);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

• 修改c++程序，把 java.h 文件中的接口进行实现
• 其实就是我们在第一步的那个c++代码，其实这个时候我们才知道如何写这个接口

//这个方法的定义是有一定规范的，需要根据java文件生成的.h文件中获取，然后把相应接口实现
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Hello_decode
  (JNIEnv *env, jclass jc, jstring key, jstring content){

       return content;
  }

• 因为涉及到jstring的数据类型，c++需要把该数据类型进行转换，在调用这两个方法的时候，需要把调用方写在这两个方法后面，不然找不到

jstring str2jstring(JNIEnv* env,const char* pat)
{
    //定义java String类 strClass
    jclass strClass = (env)->FindClass("Ljava/lang/String;");
    //获取String(byte[],String)的构造器,用于将本地byte[]数组转换为一个新String
    jmethodID ctorID = (env)->GetMethodID(strClass, "<init>", "([BLjava/lang/String;)V");
    //建立byte数组
    jbyteArray bytes = (env)->NewByteArray(strlen(pat));
    //将char* 转换为byte数组
    (env)->SetByteArrayRegion(bytes, 0, strlen(pat), (jbyte*)pat);
    // 设置String, 保存语言类型,用于byte数组转换至String时的参数
    jstring encoding = (env)->NewStringUTF("GB2312");
    //将byte数组转换为java String,并输出
    return (jstring)(env)->NewObject(strClass, ctorID, bytes, encoding);
}


std::string jstring2str(JNIEnv* env, jstring jstr)
{
    char*   rtn   =   NULL;
    jclass   clsstring   =   env->FindClass("java/lang/String");
    jstring   strencode   =   env->NewStringUTF("GB2312");
    jmethodID   mid   =   env->GetMethodID(clsstring,   "getBytes",   "(Ljava/lang/String;)[B");
    jbyteArray   barr=   (jbyteArray)env->CallObjectMethod(jstr,mid,strencode);
    jsize   alen   =   env->GetArrayLength(barr);
    jbyte*   ba   =   env->GetByteArrayElements(barr,JNI_FALSE);
    if(alen   >   0)
    {
        rtn   =   (char*)malloc(alen+1);
        memcpy(rtn,ba,alen);
        rtn[alen]=0;
    }
    env->ReleaseByteArrayElements(barr,ba,0);
    std::string stemp(rtn);
    free(rtn);
    return   stemp;
}

• 写好之后，需要在c++文件引一下Hello.h文件，然后把他们放在一个文件目录下
• 生成 .o 文件
• 看下自己用的jdk版本号，执行一下命令生成 .o 文件

sudo g++ -fPIC -D_REENTRANT -I/home/q/java/jdk1.8.0_60/include -I/home/q/java/jdk1.8.0_60/include/linux -c priceDecrypt.cpp

• jdk的include下有个jni.h文件及linux下有个jni_md.h文件，执行命令的时候是需要用到的
• 执行完后会生成 priceDecrypt.o 文件
• 生成 .so 文件
• 根据 .o 文件生成 .so 文件

sudo g++ priceDecrypt.o -o main.so -shared

• main.so文件就是我们要使用的动态链接库文件
• java调用 main.so 文件
• 把 main.so 文件放在 /home/q/test/main.so 这个目录下，目录可以自己定义，调用java 代码中的 Hello.decode 方法，就可以调用到c++的 decode 方法

动态链接库存在的问题

1. 虽然我们可以把so文件放在工程resources目录下，但是却无法跨平台使用，比如windows系统将无法识别so文件内容
2. 如果我们升级了linux版本或者jdk版本，之前生成的so文件可以会出现问题（无法保证这种情况下运行的稳定性）