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JDBC实践

JDBC实践

一、JNI编程基本流程

1. 定义本地本地方法

以一个简单的打印为例，定义一个本地方法，用于在Java中调用C/C++代码。

public class JNIDemo {
    public native int sayHello();
}

2. 编译生成class文件

本地方法的头文件需要依靠class文件生成。

javac -d out JNIDemo.java

3. 根据class文件生成h文件

可以自己手动生成，也可以使用工具生成。

# 通过IDEA设置里的External Tools创建自定义工具
# 使用环境的javah程序根据编译生成的class文件产生头文件

4. 编写C文件实现

根据生成的h文件编写具体实现。

#include 
   
    
#include 
    
     
JNIEXPORT int JNICALL Java_JNIDemo_sayHello(JNIEnv *env, jobject thisObj) {
    printf("Hello World!\n");
    return 1;
}
    
   

5. 编译本地方法源文件并生成共享库

#!/bin/bash
gcc -I/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-1.8.0.282.b08-1.el7_9.x86_64/include/ \
-I/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-1.8.0.282.b08-1.el7_9.x86_64/include/linux/ \
-fPIC -shared -o JNIDemo.so JNIDemo.c

6. 编写测试Java类

加载共享库，并在测试类中调用本地方法。

public class JNIDemo {
    static {
        System.load("/home/xd/Documents/java_workspace/jni/jni_lib/JNIDemo.so");
    }
    public native int sayHello();
    public static void main(String[] args) {
        int i = 0;
        System.out.println(new JNIDemo().sayHello());
    }
}

二、需要用到的JNI方法

1. 数组

获取数组区域

void GetByteArrayRegion(JNIEnv *env, jobject array, jsize start, jsize len, byte *buf);

设置数组区域

void SetByteArrayRegion(JNIEnv *env, jobject array, jsize start, jsize len, byte *buf);

获取对象属性值

jfieldID GetFieldID(jclass clazz, const char *name, const char *sig);

设置对象属性值

void SetIntField(JNIEnv *env, jobject obj, jfieldID fieldID, int value);

三、通过JNI创建本地消息队列

1. 消息队列的基本原理

进程通过约定好的key值创建消息队列，对应key返回该消息队列的qid。

2. 消息队列的基本使用

定义消息结构

struct message {
    long msg_type;
    char msg_text[MSG_MAX];
};

创建消息队列

int msqid = msgget(key, IPC_CREAT | 0666);

发送消息

ret = msgsnd(msqid, &msgq, mlen, 0);

获取消息

readmslen = msgrcv(msqid, &msgq, MSG_MAX, mstype, 0);

3. 本地方法定义

public class MsgQ {
    public native static int msgget(int msg_key);
    public native static int msgsnd(int msqid, int type, byte[] msg, int len);
    public native static int msgrcv(int msqid, byte[] msg, int len, int type);
}

4. 编写C文件实现

#include 
   
    
#include 
    
     
#include 
     
      
#include 
      
       
#include 
       
        
#include 
        
          #include 
         
           #include 
          
            #define MSG_MAX 8192 void* snd_pthread(void* arg); void* recv_pthread(void* arg); int main() { int msqid; int key = 0xff; if ((msqid = msgget(key, IPC_CREAT | 0666)) == -1) { perror("[JNI ERROR]msgget Error"); } printf("main:%d\n", msqid); pthread_t pid1 = -1; pthread_t pid2 = -1; if (pthread_create(&pid1, NULL, recv_pthread, (void *)(long)msqid) != 0) { printf("fail to create a pthread"); return -1; } if (pthread_create(&pid2, NULL, snd_pthread, (void *)(long)msqid) != 0) { printf("fail to create a pthread"); return -1; } printf("%d %d \n", pid1, pid2); pthread_join(pid1, NULL); pthread_join(pid2, NULL); return 0; }
          
         
        
       
      
     
    
   

5. 编写测试Java类

import java.util.Scanner;
public class MsgQ {
    static {
        System.load("/home/xd/Documents/java_workspace/jni/jni_lib/MsgQ.so");
    }
    public native static int msgget(int msg_key);
    public native static int msgsnd(int msqid, int type, byte[] msg, int len);
    public native static int msgrcv(int msqid, byte[] msg, int len, int type);
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            int msqid = MsgQ.msgget(0xFF);
            System.out.println(msqid);
            while (true) {
                Scanner s = new Scanner(System.in);
                String ms = s.nextLine();
                System.out.println("send:" + ms);
                byte[] msBytes = ms.getBytes();
                int ret = MsgQ.msgsnd(msqid, 9527, msBytes, msBytes.length);
            }
        }).start();
        new Thread(() -> {
            int msqid = MsgQ.msgget(0xFF);
            System.out.println(msqid);
            while (true) {
                byte[] buf = new byte[1024];
                int len = MsgQ.msgrcv(msqid, buf, 1024, 9528);
                String msr = new String(buf, 0, len);
                System.out.println("接收到的消息：" + msr);
            }
        }).start();
    }
}

四、通过JNI创建本地共享内存

1. 共享内存的基本原理

通过将/dev/shm内存区域与进程绑定，实现进程间的通信。

2. 共享内存的基本使用

获取共享内存区域

int shmid = shmget(key, size, IPC_CREAT | 0666);

映射共享内存

char *ptr = shmat(shmid, NULL, 0);

读取共享内存

JNIEXPORT void JNICALL Java_Shm_shmRead(JNIEnv *env, jclass obj, int shmid, jbyteArray msg, int size) {
    char *ptr = shmat(shmid, NULL, 0);
    if (ptr == (void *) -1) {
        perror("shmat");
        exit(1);
    }
    (*env)->SetByteArrayRegion(env, msg, 0, strlen(ptr), ptr);
    if (shmdt(ptr) < 0) {
        perror("shmdt");
        exit(1);
    }
}

写入共享内存

JNIEXPORT void JNICALL Java_Shm_shmWrite(JNIEnv *env, jclass obj, int shmid, jbyteArray msg, int size, int mslen) {
    char *ptr = shmat(shmid, NULL, 0);
    if (ptr == (void *) -1) {
        perror("shmat");
        exit(1);
    }
    (*env)->GetByteArrayRegion(env, msg, 0, mslen, ptr);
    if (shmdt(ptr) < 0) {
        perror("shmdt");
        exit(1);
    }
}

删除共享内存

JNIEXPORT void JNICALL Java_Shm_shmDelete(JNIEnv *env, jclass obj, int shmid) {
    if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1) {
        perror("shmctl");
        exit(1);
    }
}

3. 本地方法定义

public class Shm {
    public native static int shmGet(int key, int size);
    public native static void shmRead(int shmid, byte[] msg, int size);
    public native static void shmWrite(int shmid, byte[] msg, int size, int mslen);
    public native static void shmDelete(int shmid);
}

4. 编写测试Java类

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Scanner;
public class Shm {
    static {
        System.load("/home/xd/Documents/java_workspace/jni/jni_lib/Shm.so");
    }
    public native static int shmGet(int key, int size);
    public native static void shmRead(int shmid, byte[] msg, int size);
    public native static void shmWrite(int shmid, byte[] msg, int size, int mslen);
    public native static void shmDelete(int shmid);
    public static void main(String[] args) {
        int shmid = shmGet(10, 1024);
        System.out.println(shmid);
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            String[] s = sc.nextLine().split(" ", 2);
            String s1 = s[0];
            System.out.println(s1);
            if (Integer.valueOf(s1) == 0) {
                byte[] bytes1 = s[1].getBytes();
                System.out.println(bytes1.length);
                shmWrite(shmid, bytes1, 1024, bytes1.length);
            } else if (Integer.valueOf(s1) == 1) {
                byte[] bytes = new byte[1024];
                shmRead(shmid, bytes, 1024);
                System.out.println(new String(bytes));
            } else if (Integer.valueOf(s1) == 2) {
                shmDelete(shmid);
                break;
            }
        }
    }
}

五、编译并运行

通过ipcs -q可以查询系统的消息队列情况。

ipcs -q