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Java如何调用.so文件？

admin
后端开发
2025-07-03
3191

Java通过JNI（Java Native Interface）技术调用.so动态链接库，需先声明native方法，再用javac编译生成头文件，由C/C++实现函数并编译为.so文件，最后在Java中加载该库并调用方法。

在Java中调用共享库（.so文件，Linux/Unix系统的动态链接库）需通过Java Native Interface（JNI）实现，以下是详细步骤和关键注意事项：

核心流程

编写Java类声明Native方法

public class NativeLibLoader {
    // 声明native方法
    public native void printHello();
    // 加载.so文件（不含"lib"前缀和扩展名）
    static {
        System.loadLibrary("hello");
    }
    public static void main(String[] args) {
        new NativeLibLoader().printHello();
    }
}

关键点：
- native关键字标记本地方法。
- System.loadLibrary("hello")加载名为libhello.so的文件。

生成JNI头文件

javac NativeLibLoader.java
javac -h . NativeLibLoader.java  # JDK 10+ 推荐
# 或使用旧版命令：javah -jni NativeLibLoader

生成头文件NativeLibLoader.h如下：

JNIEXPORT void JNICALL Java_NativeLibLoader_printHello(JNIEnv *, jobject);

编写C/C++实现

创建hello.c实现头文件中的函数：

#include <jni.h>
#include "NativeLibLoader.h"
JNIEXPORT void JNICALL Java_NativeLibLoader_printHello(JNIEnv *env, jobject obj) {
    printf("Hello from C!n");
}

编译生成.so文件

使用GCC编译（以Linux为例）：

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

参数说明：
- -I：指定JDK头文件路径（Windows为include/win32）。
- -shared -fPIC：生成位置无关代码的动态库。
- -o libhello.so：输出文件名必须以lib开头。

运行Java程序

java -Djava.library.path=. NativeLibLoader

输出：Hello from C!

java.library.path：指定.so文件的搜索路径（默认为系统库路径）。

关键注意事项

路径问题
- .so文件需置于java.library.path包含的目录中。
- 通过System.getProperty("java.library.path")查看默认路径。
命名规范
- 动态库名称必须为lib<name>.so，Java加载时使用System.loadLibrary("<name>")。
跨平台兼容性
- Windows需编译为.dll，macOS为.dylib。
- 使用条件编译处理平台差异：
```
#if defined(__linux__)
  // Linux代码
#elif defined(_WIN32)
  // Windows代码
#endif
```
内存管理
- JNI中分配的内存需手动释放（如NewStringUTF创建的字符串）。
- 避免跨JNI边界传递大对象,防止内存泄漏。

异常处理

在JNI函数中检查异常：

jthrowable exc = (*env)->ExceptionOccurred(env);
if (exc) {
    (*env)->ExceptionClear(env);
    // 处理异常
}

线程安全
- JNIEnv指针是线程局部的,不可跨线程使用。
- 多线程调用时通过AttachCurrentThread获取当前线程的JNIEnv。

最佳实践

安全性
- 验证.so文件来源，防止反面代码注入。
- 使用System.load()的绝对路径替代loadLibrary()以增强可控性。
性能优化
- 减少JNI调用次数（如批量处理数据）。
- 使用Critical区域直接访问原生数组（谨慎使用，避免长时间阻塞GC）。
错误排查
- 运行时报错UnsatisfiedLinkError：
  - 检查库路径是否正确。
  - 使用ldd libhello.so验证依赖项（Linux）。
- 符号未找到：确保C函数名与JNI头文件完全一致。
替代方案
- 复杂场景考虑JNA或JNR，无需编写C代码。