本地方法中printf如何傳給java--java系統級命名管道
摘自：https://blog.csdn.net/dog250/article/details/6007301
2010年11月13日 19:24:00閱讀數：3929
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！
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