如何使用Delphi开发JNI应用？

JNI(JavaNativeInterface，Java本地接口)技术大家都不陌生，它可以帮助解决Java访问底层硬件的局限和执行效率的提高。关于JNI的开发，大多数资料讨论的都是如何用C/C++语言开发JNI，甚至于JDK也提供了一个javah工具来自动生成C语言程序框架。但是，对于广大的Delphi程序员来说，难道就不能用自己喜爱的Delphi与Java互通消息了吗？

 

通过对javah生成的C程序框架和JDK中的jni.h文件的分析，我们发现，Java利用JNI访问本地代码的关键在于jni.h中定义的JNINativeInterface_这个结构(Struct)，如果用Delhpi语言改写它的定义，应该也可以开发JNI的本地代码。幸运的是，在网上有现成的代码可以帮助你完成这个繁杂的工作，在http://delphi-jedi.org上提供了一个jni.pas文件，就是用Delphi语言重写的jni.h。我们只需在自己的Delphi工程中加入jni.pas就可以方便地开发出基于Delphi语言的JNI本地代码。

本文将利用jni.pas，讨论用Delphi语言开发JNI本地代码的基本方法。

先来看一个经典的HelloWorld例子。编写以下Java代码：

classHelloWorld{publicnativevoiddisplayHelloWorld();static{System.loadLibrary("HelloWorldImpl");}}

 

这段代码声明了一个本地方法displayHelloWorld，它没有参数，也没有返回值，但是希望它能在屏幕上打印出“您好！中国。”字样。这个任务我们打算交给了本地的Delphi来实现。同时，在这个类的静态域中，用System.loadLibrary()方法装载HelloWorldImpl.dll。注意，这里只需要给出文件名而不需要给出扩展名dll。

这时候，如果在我们的Java程序中使用HelloWorld类的displayHelloWorld方法，系统将抛出一个java.lang.UnsatisfiedLinkError的错误，因为我们还没有为它实现本地代码。

下面再看一下在Delphi中的本地代码的实现。新建一个DLL工程，工程名为HelloWorldImpl，输入以下代码：

UsesJNI;procedureJava_HelloWorld_displayHelloWorld(PEnv:PJNIEnv;Obj:JObject);stdcall;beginWriteln('您好！中国。');end;exportsJava_HelloWorld_DisplayHelloWorld;end.

 

这段代码首先导入jni.pas单元。然后实现了一个叫Java_HelloWorld_displayHelloWorld的过程，这个过程的命名很有讲究，它以Java开头，用下划线将Java类的包名、类名和方法名连起来。这个命名方法不能有误，否则，Java类将无法将nativ方法与它对应起来。同时，在Win32平台上，此过程的调用方式只能声明为stdcall。虽然在HelloWorld类中声明的本地方法没有参数，但在Delphi中实现的具体过程则带有两个参数：PEnv:PJNIEnv和Obj:JObject。（这两种类型都是在jni.pas中定义的）。其中，PEnv参数代表了Jvm环境，而Obj参数则代表调用此过程的Java对象。当然，这两个参数，在我们这个简单的例子中是不会用到的。因为我们编译的是dll文件，所以在exports需要输出这个方法。

编译Delphi工程，生成HelloWorldImp.dll文件，放在运行时系统能够找到的目录，一般是当前目录下，并编写调用HelloWorld类的Java类如下：

classMainTest{publicstaticvoidmain(String[]args){newHelloWorld().displayHelloWorld();}}

 

运行它，如果控制台输出了“您好！中国。”，恭喜你，你已经成功地用Delphi开发出第一个JNI应用了。

接下来，我们稍稍提高一点，来研究一下参数的传递。还是HelloWorld，修改刚才写的displayHelloWorld方法，让显示的字符串由Java类动态确定。新的displayHelloWorld方法的Java代码如下：

publicnativevoiddisplayHelloWorld(Stringstr);

修改Delphi的代码，这回用到了过程的第一个固有参数PEnv，如下：

procedureJava_HelloWorld_displayHelloWorld(PEnv:PJNIEnv;Obj:JObject;str:JString);stdcall;varJVM:TJNIEnv;beginJVM:=TJNIEnv.Create(PEnv);Writeln(JVM.UnicodeJStringToString(str));JVM.Free;end;

 

在该过程的参数表中我们增加了一个参数str:JString，这个str就负责接收来自HelloWorld传入的str实参。注意实现代码的不同，因为使用了参数，就涉及到参数的数据类型之间的转换。从Java程序传过来的Java的String对象现在成了特殊的JString类型，而JString在Delphi中是不可以直接使用的。需要借助TJNIEnv提供的UnicodeJStringToString()方法来转换成Delphi能识别的string类型。所以，需要构造出TJNIEnv的实例对象，使用它的方法（TJNIEnv提供了众多的方法，这里只使用了它最基本最常用的一个方法），最后，记得要释放它。对于基本数据类型的参数，从Java传到Delphi中并在Delphi中使用的步骤就是这么简单。

我们再提高一点点难度，构建一个自定义类Book，并把它的实例对象作为参数传入Delphi，研究一下在本地代码中如何访问对象参数的公共字段。

首先，定义一个简单的Java类Book，为了把问题弄得稍微复杂一点，我们在Book中增加了一个java.util.Date类型的字段，代码如下：

publicclassBook{publicStringtitle;//标题publicdoubleprice;//价格publicDatepdate;//购买日期}

同样，在HelloWorld类中增加一个本地方法displayBookInfo，代码如下：

publicnativevoiddisplayBookInfo(Bookb);Delphi的代码相对于上面几个例子来说，显得复杂了一点，先看一下代码：procedureJava_HelloWorld_displayBookInfo(PEnv:PJNIEnv;Obj:JObject;b:JObject);stdcall;varJVM:TJNIEnv;c,c2:JClass;fid:JFieldID;mid:JMethodID;title,datestr:string;price:double;pdate:JObject;beginJVM:=TJNIEnv.Create(PEnv);c:=JVM.GetObjectClass(b);fid:=JVM.GetFieldID(c,'title','Ljava/lang/String;');title:=JVM.UnicodeJStringToString(JVM.GetObjectField(b,fid));fid:=JVM.GetFieldID(c,'price','D');price:=JVM.GetDoubleField(b,fid);fid:=JVM.GetFieldID(c,'pdate','Ljava/util/Date;');pdate:=JVM.GetObjectField(b,fid);c2:=JVM.GetObjectClass(pdate);mid:=JVM.GetMethodID(c2,'toString','()Ljava/lang/String;');datestr:=JVM.JStringToString(JVM.CallObjectMethodA(pdate,mid,nil));WriteLn(Format('%s%f%s',[title,price,datestr]));JVM.Free;end;

参数b:JObject就是传入的Book对象。先调用GetObjectClass方法，根据b对象获得它所属的类c，然后调用GetFieldID方法从?中获取一个叫做title的属性的字段ID，一定要传入正确的类型签名。然后通过GetObjectField方法就可以根据得到的字段ID从对象中得到字段的值。注意这里的次序：我们得到传入的对象参数(Object)，就要先得到它的类(Class)，这样既有了对象实例，又有了类，以后就从类中得到字段ID，根据字段ID从对象中得到字段值。对于类的静态字段，则可以直接从类中获取它的值而不需要通过对象。如果要调用对象的方法，操作步骤也基本类似，也需要从类中获取方法ID，再执行对象的相应方法。在本例中，因为我们增加了一个java.util.Date类型的字段，要访问这样的字段，也只能先把它做为JObject读入，再以同样的方法进一步去访问它的成员（属性或方法）。本例中演示了如何访问Date对象的成员方法toString。

要正确地访问类对象的成员属性（字段）及成员方法，最重要的一点是一定要给出正确的签名，在Java中对于数据类型和方法的签名有如下的约定：

 

通过上面的例子，我们了解了访问对象参数的成员属性或方法的基本步骤和多个Get方法的使用。TJNIEnv同时提供了多个Set方法，可以修改传入的对象参数的字段值，因为Java对象参数都是以传址的方式进行传递的，所以修改的结果可以在Java程序中得到反映。TJNIEnv提供的Get/Set方法，都需要两个基本参数：对象实例（JObject类型）和字段ID（JField类型），就可以根据提供的对象和字段ID来获取或设置这个对象的这个字段的值。

现在我们了解了在Delphi代码中使用以及修改Java对象的操作步骤。进一步，如果需要在Delphi中从无到有地创建一个新的Java对象，可以吗？再来看一个例子，在Delphi中创建Java类的实例，操作方法其实也非常简单。

先在Java代码中增加一个本地方法，如下：

publicnativeBookfindBook(Stringt);

然后，修改Delphi代码，增加一个函数（因为有返回值，所以不再是过程而是函数了）：

functionJava_HelloWorld_findBook(PEnv:PJNIEnv;Obj:JObject;t:JString):JObject;stdcall;varJVM:TJNIEnv;c:JClass;fid:JFieldID;b:JObject;mid:JMethodID;beginJVM:=TJNIEnv.Create(PEnv);c:=JVM.FindClass('Book');mid:=JVM.GetMethodID(c,'<init>','()V');b:=JVM.NewObjectV(c,mid,nil);fid:=JVM.GetFieldID(c,'title','Ljava/lang/String;');JVM.SetObjectField(b,fid,t);fid:=JVM.GetFieldID(c,'price','D');JVM.SetDoubleField(b,fid,99.8);Result:=b;JVM.Free;end;

这里先用FindClass方法根据类名查找到类，然后获取构造函数的方法ID，构造函数名称固定为“<init>”，注意签名为“()V”说明使用了Book类的一个空的构造函数。然后就是使用方法NewObjectV根据类和构造函数的方法ID来创建类的实例。创建了类实例，再对它进行操作就与前面的例子没有什么两样了。对于非空的构造函数，则略为复杂一点。需要设置它的参数表。还是上面的例子，在Book类中增加一个非空构造函数：

publicBook(Strintt,doublep){this.title=t;this.price=p;}

在Delphi代码中，findBook函数修改获取方法ID的代码如下：

mid:=JVM.GetMethodID(c,'<init>','(Ljava/lang/String;D)V');

构造函数名称仍是“<init>”，方法签名表示它有两个参数，分别是String和double。然后就是参数的传入了，在Delphi调用Java对象的方法如果需要传入参数，都需要构造出一个参数数组。在变量声明中加上：

args:array[0..1]ofJvalue;

注意！参数都是Jvalue类型，不管它是基本数据类型还是对象，都作为Jvalue的数组来处理。在代码实现中为参数设置值，并将数组的地址作为参数传给NewObjectA方法：

args[0].l:=t;//t是传入的JString参数args[1].d:=9.8;b:=JVM.NewObjectA(c,mid,@args);

为Jvalue类型的数据设置值的语句有点特殊，是吧？我们打开jni.pas，查看一下Jvalue的定义，原来它是一个packedrecord，已经包括了多种数据类型，Jvalue的定义如下：

Jvalue=packedrecordcaseIntegerof0:(z:JBoolean);1:(b:JByte);2:(c:JChar);3:(s:JShort);4:(i:JInt);5:(j:JLong);6:(f:JFloat);7:(d:JDouble);8:(l:JObject);end;

下面再来看一下错误处理，在调试前面的例子中，大家也许看到了一旦在Delphi的执行过程中发生了错误，控制台就会输出一大堆错误信息，如果想要屏蔽这些信息，也就是说希望在Delphi中捕获错误并直接处理它，应该怎么做？也很简单，在TJNIEnv中提供了两个方法可以方便地处理在访问Java对象时发生的错误。

var……ae:JThrowable;begin……ae:=JVM.ExceptionOccurred;if(ae<>nil)thenbeginWriteln(Format('ExceptionhandledinMain.cpp:%d',[longword(ae)]));JVM.ExceptionDescribe;JVM.ExceptionClear;end;……

用方法ExceptionOccurred可以捕获Java抛出的错误，并存入JThrowable类型的变量中。用ExceptionDescribe可以显示出Java的错误信息，而ExceptionClear显然就是清除错误，让它不再被抛出。

至此，我们已经把从Java代码通过JNI技术访问Delphi本地代码的步骤做了初步的探讨。在jni.pas中也提供了从Delphi中打开Java虚拟机执行Java代码的方法，有兴趣的读者不妨自己研究一下。

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