遇到很多人,都想知道在調試jni的時候怎麼得到c語言printf的輸出,這個問題其實有多種解決方法,其中最直覺的就是不用printf,直接定義一個本地方法,傳回一個jstring,這樣在java需要得到資訊的時候自己去取就可以了,或者通過c操作java虛拟機的方式,用c代碼得到java對象,然後調用其方法把字元串送給java。這兩種方式一種是取一種是送,感覺都少不了兩者的直接參與,如果能實作一個管道,那就好了!
java好像不支援命名管道,這樣java的管道類就隻能在同一個java虛拟機執行個體中實作線程間通信,并且這種管道不是系統級别的,它隻是jvm中的,除非使用套接字。既然java沒有内置的命名管道,能否自己定義一個呢?有了它就可以實作跨虛拟機執行個體的java線程間通信了,并且還可以和c/c++等本地語言編寫的程序進行通信。實際上,此問題就是這樣被引出的,java通過jni調用了c程式,然而c的printf卻無法被java捕獲,除非使用檔案或者套接字等重定向方案,然而如果系統級管道可用的話,那就再好不過了,這裡不需要命名的管道,匿名的就可以,因為實作jni的動态庫和java程式是在一個jvm執行個體中的,是以在一個程序空間内,是以動态庫中的printf重定向到該管道即可,要想使用原生的系統級管道,必然需要拿到一個檔案的描述符,查遍了java的API。發現有一個FileDescriptor類可用,看了它的java源碼,貌似它有一個fd字段,該字段不可設定,是private的,而且它還有一個standardStream私有方法,可以傳入一個fd描述符:
public final class FileDescriptor {
private int fd;
private long handle;
public FileDescriptor() {
...
}
private FileDescriptor(int fd) {
this.fd = fd;
handle = -1;
static {
initIDs();
public static final FileDescriptor in = standardStream(0);
public static final FileDescriptor out = standardStream(1);
public static final FileDescriptor err = standardStream(2);
private static FileDescriptor standardStream(int fd) {
FileDescriptor desc = new FileDescriptor();
desc.handle = set(fd);
return desc;
}
這個FileDescriptor類顯得很完備,但是卻不好用,其實這是一個低層的類,java根本不希望有人直接使用它,說實話它是在File類之下的,不想linux上,檔案是個描述符,windows上檔案是個句柄(二者都是核心資源數組的索引),在java中,File是一個對象,而FileDescriptor是對應于作業系統的“檔案描述符”,它是和系統相關的,而系統相關的東西,java是不希望使用者直接使用的哦!你能從一個File對象中getFD,然而卻不能set,也不能通過FileDescriptor構造一個File對象。
既然該提供的都提供了,那就想辦法設定它的fd,将之設定成一個系統級管道的fd。現在問題來了,在哪裡建立管道呢?既然java不提供系統級管道的建立方法并且java的FileDescriptor類的fd還是私有的,那麼肯定在本地方法中設定了,首先展示出了下面的本地方法,建立了管道并且設定了FileDescriptor的fd字段,本地方法可以完全繞開java虛拟機的限制,它和jvm是并列的,甚至可以操作jvm本身:
int fdw; //用于後續的本地方法中的輸出。
JNIEXPORT jobject JNICALL Java_test_pipe_1for_1read (JNIEnv * env, jclass cls)
{
jobject fdsc;
jclass cls;
jmethodID cons_mid;
jfieldID field;
cls = (*env)->FindClass(env, "java/io/FileDescriptor");
pipe(fds);
fdw = fds[1];
cons_mid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "<init>", "()V");
fdsc = (*env)->NewObject(env, cls, cons_mid);
field = (*env)->GetFieldID(env, cls, "fd", "I");
(*env)->SetIntField(env, ret, field, fds[0]);
return fdsc;
然後看一下java的調用:
public class test {
public native void Wrapper_main();
public native static FileDescriptor pipe_for_read();
public FileInputStream in;
static {
System.loadLibrary("stunnel");
}
public test() {
FileDescriptor pipe = pipe_for_read();
this.in = new FileInputStream(pipe);
public static void main(String[] args) throws IOException {
final test t = new test();
new Thread(){
public void run(){
t.Wrapper_main();
}
}.start();
while (true) {
System.out.println(t.in.read());
}
本地方法Wrapper_main的實作:
JNIEXPORT void JNICALL Java_test_Wrapper_1main (JNIEnv *env, jobject obj)
write(fdw, buf, 1);
現在就是fdw如何得到的問題了,可以使用全局變量,但是前提是實作Wrapper_main的庫必須和pipe_for_read是同一個,如果不是同一個,那麼隻能在程序這個層次上查找對應的檔案描述符了--它們畢竟屬于同一個程序,如果再沒有建立其它管道的話,可以通過/proc/pid/fd目錄下的描述符查找,或者使用system函數執行lsof指令來找到它...,另外你可以直接使用dup2系統調用将stdout重定向到fdw,但是這樣的話你在java中就不能使用System.out了,否則會循環的(因為你已經重定向了标準輸出),不管怎樣都沒有建立一個命名管道更友善,隻要有名字就可以了,不在乎在那個動态庫中。既然可以在本地方法中建立匿名管道并将fd交給java的FileDscriptor類,那肯定可以建立命名管道,隻需要将pipe函數改為mkfifo和open即可,需要的無非是提供一個作業系統級别的檔案描述符罷了,并且如果管道名稱如果從java中傳來的話,還需要将jstring轉化為char*。
事情做到這一步,再進一步就是為java封裝一個命名/匿名管道的類了,這樣便于以後使用,這難免要寫本地方法,但是對于每一個平台寫一個本地庫就可以了,以後可以直接使用這個封裝好的java管道類,一勞永逸!這個管道不是java自帶的管道,它可是系統級别的管道哦:
1.編寫NamedPipeStream.java,封裝一個NamedPipeStream類,用于支援命名/匿名管道,這裡沒有使用包:
import java.io.*;
public class NamedPipeStream {
public native static FileDescriptor[] get_named(String name);
public native static FileDescriptor[] get_anony();
private FileInputStream in;
private FileOutputStream out;
System.loadLibrary("pipe");
public NamedPipeStream(String name) {
FileDescriptor fd[];
if (name != null)
fd = get_named(name);
else
fd = get_anony();
this.in = new FileInputStream(fd[0]);
this.out = new FileOutputStream(fd[1]);
public NamedPipeStream() {
this(null);
}
public int read()throws Exception {
return this.in.read();
public int read(byte[] b)throws Exception {
return this.in.read(b);
public int read(byte[] b, int off, int len)throws Exception {
return this.in.read(b, off, len);
public void write(int b)throws Exception {
this.out.write(b);
public void write(byte[] b)throws Exception {
this.out.write(b);
public void write(byte[] b, int off, int len)throws Exception {
this.out.write(b, off, len);
2.編寫pipe.c的實作檔案,用于建立管道并且傳回java的FileDescriptor對象:
#include <jni.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
char* convert(JNIEnv* env, jstring str)
...
}
JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_InputNamedPipeStream_get_1named (JNIEnv *env, jclass cls, jstring str)
jfieldID field_fd;
jmethodID const_fdesc;
jclass class_fdesc, class_ioex;
jobject ret[2];
int fds[2];
//這裡需要想辦法導出兩個描述符,否則就需要全局變量了
if (str) { //建立命名管道
char name = convert(env, str); //将jstring轉為char*
/*
1.mkfifo(name, ...);
2.open出一個寫的為fds[1];
3.open出一個讀的為fds[0];
*/
} else { //建立匿名管道
int rv = pipe(fds);
class_ioex = (*env)->FindClass(env, "java/io/IOException");
class_fdesc = (*env)->FindClass(env, "java/io/FileDescriptor");
const_fdesc = (*env)->GetMethodID(env, class_fdesc, "<init>", "()V");
ret[0] = (*env)->NewObject(env, class_fdesc, const_fdesc);
ret[1] = (*env)->NewObject(env, class_fdesc, const_fdesc);
field_fd = (*env)->GetFieldID(env, class_fdesc, "fd", "I");
//(*env)->SetIntField(env, ret, field_fd, [根據讀或者寫将fds的不同元素置于此]);
(*env)->SetIntField(env, ret[0], field_fd, fds[0]);
(*env)->SetIntField(env, ret[0], field_fd, fds[1]);
return ret;
JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_InputNamedPipeStream_get_1anony (JNIEnv *env, jclass cls)
return Java_InputNamedPipeStream_get_1named(env, cls, NULL);
3.使用NamedPipeStream類(略)。
PS:java的初衷在于讓你避開系統,可以避開系統直接處理業務,可是我卻一而再再而三的使用java來接近系統底層,這是一種十分愚蠢的返祖行為!
本文轉自 dog250 51CTO部落格,原文連結:http://blog.51cto.com/dog250/1271167