JNI完全ガイド

JNI完全ガイド

JNI（Java Native Interface）の仕組みと実践的な使用方法を、実務で使える実装例とベストプラクティスとともに詳しく解説します。

1. JNIとは

JNIの役割

JNIは、Javaコードからネイティブコード（C/C++）を呼び出すためのインターフェースです。

JNIの用途
   ├─ 既存のC/C++ライブラリの利用
   ├─ パフォーマンスクリティカルな処理
   ├─ システムレベルの機能へのアクセス
   └─ ハードウェア制御

JNIの流れ

1. Java側でnativeメソッドを宣言
2. javahでヘッダーファイルを生成
3. C/C++で実装
4. 共有ライブラリ（.so/.dll）をビルド
5. Javaからロードして使用

2. Java側の実装

nativeメソッドの宣言

public class NativeExample {
    // ネイティブライブラリのロード
    static {
        System.loadLibrary("nativeexample");
    }

    // nativeメソッドの宣言
    public native int add(int a, int b);
    public native String getMessage();
    public native void setMessage(String message);
}

3. C/C++側の実装

ヘッダーファイルの生成

# ヘッダーファイルの生成
javac NativeExample.java
javah -jni NativeExample

# 生成されるヘッダーファイル: NativeExample.h

C実装

#include <jni.h>
#include "NativeExample.h"

JNIEXPORT jint JNICALL
Java_NativeExample_add(JNIEnv *env, jobject obj, jint a, jint b) {
    return a + b;
}

JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_NativeExample_getMessage(JNIEnv *env, jobject obj) {
    return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from C!");
}

JNIEXPORT void JNICALL
Java_NativeExample_setMessage(JNIEnv *env, jobject obj, jstring message) {
    const char *str = (*env)->GetStringUTFChars(env, message, NULL);
    // 処理
    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, message, str);
}

4. ビルドと実行

共有ライブラリのビルド

# Linux/Mac
gcc -shared -fpic -o libnativeexample.so \
    -I$JAVA_HOME/include \
    -I$JAVA_HOME/include/linux \
    NativeExample.c

# Windows
cl /LD NativeExample.c /Fe:nativeexample.dll

Javaからの使用

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        NativeExample example = new NativeExample();
        int result = example.add(10, 20);
        System.out.println("Result: " + result);
    }
}

まとめ

JNI完全ガイドのポイント：

• JNI: Javaとネイティブコードの連携
• nativeメソッド: Java側での宣言
• C/C++実装: ネイティブコードの実装
• 共有ライブラリ: .so/.dllのビルド
• ロード: System.loadLibrary()によるロード

適切なJNIの使用により、既存のC/C++ライブラリを活用できます。