使用 JNI 通过 std::ostream 从 C++ 获取文本数据到 Java

Question

我有一门 C++ 课程，需要一个 std::ostream 作为参数以连续输出文本（跟踪信息）。我需要尽可能高效地将此文本传递到 Java 端。最好的方法是什么？我正在考虑使用直接缓冲区，但另一种方法是将所有函数调用转移到 Java 并在那里进行所有处理，但似乎我需要大量 JNI 调用。

如果可以显示确切的实现方法的示例，那么这将非常有帮助，或者如果已经存在一些代码可以执行此操作（可能是另一个项目的一部分）。另一个帮助是将其直接连接到标准 Java 流构造，这样整个实现对开发人员来说是完全透明的。

（编辑：我发现 通过 JNI 接口共享输出流 这似乎是重复的，但并没有多大帮助——他似乎没有找到他正在寻找的答案）

Answer 1

std::ostream 类需要一个 std::streambuf 对象作为其输出。它由 fstream 和 stringstream 类使用，它们通过提供 Streambuf 类的自定义实现来使用 ostream 的功能。

因此，您可以使用覆盖的溢出方法编写自己的 std::streambuf 实现，将传入的字符缓冲在内部字符串缓冲区中。每个 x 调用或 eof/newline 都会生成一个 java 字符串并调用 java PrintStream 的 print 方法。

一个不完整的示例类：

class JavaStreamBuff : std::streambuf
{
  std::stringstream buff;
  int size;
  jobject handle;
  JNIEnv* env

  //Ctor takes env pointer for the working thread and java.io.PrintStream
  JavaStreamBuff(JNIEnv* env, jobject jobject printStream, int buffsize = 50)
  {
     handle = env->NewGlobalRef(printStream);
     this->env = env;
     this->size = size;
  }
  //This method is the central output of the streambuf class, every charakter goes here
  int overflow(int in)
  {
    if(in == eof || buff.size() == size)
   {
     std::string blub = buff.str();

     jstring do = //magic here, convert form current locale unicode then to java string

     jMethodId id = env->(env->GetObjectClass(handle),"print","(java.lang.String)V");

     env->callVoidMethod(id,handle,do);

     buff.str("");
    }
    else
    {buff<<in;}
  }

  virtual ~JavaStreamBuff()
  {
     env->DeleteGlobalRef(handle);
  }
}

丢失的：

• 多线程支持（env指针仅对jvm线程有效）

• 错误处理（检查抛出的 java 异常）

• 测试（最近 70 分钟内编写）

• 设置打印流的本机 java 方法。

在 java 方面，您需要一个类将 PrintStream 转换为 BufferedReader。

那里肯定有一些错误，没有花足够的时间来解决它们。
该类要求所有访问都来自创建它的线程。

希望这可以帮助

笔记
我让它与 Visual Studio 一起工作，但我无法让它与 g++ 一起工作，稍后会尝试调试。
编辑似乎我应该在发布我的答案之前寻找有关此问题的更官方的教程， MSDN 页面 在这个主题上，以不同的方式导出字符串缓冲区。
很抱歉在没有更好地测试它的情况下发布此内容:-(。
对上面的代码在或多或少不相关的地方进行了一个小修正：只需使用自定义类实现 InputStream 并推送 byte[] 数组而不是 C++ 中的字符串。
InputStream 有一个小接口，BufferedReader 应该完成大部分工作。

这是最后一次更新，因为我无法让它在 Linux 上工作，即使 std::streambuf 类上的注释指出只有溢出必须被覆盖。
此实现将原始字符串推送到输入流中，其他线程可以读取该输入流。因为我太愚蠢了，无法让调试器再次未经测试地工作。

//The c++ class
class JavaStreamBuf :public std::streambuf
{
  std::vector<char> buff;
  unsigned int size;
  jobject handle;
  JNIEnv* env;
public:
  //Ctor takes env pointer for the working thread and java.io.PrintStream
  JavaStreamBuf(JNIEnv* env, jobject  cppstream, unsigned int buffsize = 50)
  {
     handle = env->NewGlobalRef(cppstream);
     this->env = env;
     this->size = size;
     this->setbuf(0,0);
  }
  //This method is the central output of the streambuf class, every charakter goes here
  virtual int_type overflow(int_type in  = traits_type::eof()){
    if(in == std::ios::traits_type::eof() || buff.size() == size)
    {
        this->std::streambuf::overflow(in);
         if(in != EOF)
             buff.push_back(in);

         jbyteArray o = env->NewByteArray(buff.size());
         env->SetByteArrayRegion(o,0,buff.size(),(jbyte*)&buff[0]);
         jmethodID id = env->GetMethodID(env->GetObjectClass(handle),"push","([B)V");

         env->CallVoidMethod(handle,id,o);
         if(in == EOF)
             env->CallVoidMethod(handle,id,NULL);

         buff.clear();
    }
    else
    {
        buff.push_back(in);
    }

    return in;
  }

  virtual ~JavaStreamBuf()
  {
      overflow();
      env->DeleteGlobalRef(handle);
  }

//The java class
/**
 * 
 */
package jx;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InterruptedIOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * @author josefx
 *
 */
public class CPPStream extends InputStream {

    List<Byte> data = new ArrayList<Byte>();
    int off = 0;
    private boolean endflag = false;
    public void push(byte[] d)
    {
        synchronized(data)
        {
            if(d == null)
            {
                this.endflag = true;
            }
            else
            {
                for(int i = 0; i < d.length;++i)
                {
                    data.add(d[i]);
                }
            }
        }
    }
    @Override
    public int read() throws IOException 
    {
        synchronized(data)
        {

            while(data.isEmpty()&&!endflag)
            {

                try {
                        data.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        throw new InterruptedIOException();
                    }
            }
        }
        if(endflag)return -1;
        else return data.remove(0);
    }
}

抱歉浪费了这么多空间^^（和时间:-()。

Answer 2

它听起来好像这里可交付是ostream的的一个子类。眼前的问题，我要明确的是，将这个类是负责缓冲数据，直到Java调用进去检索，或者是期望立即（同步？）通过JNI调用传递它？这将是最强的导到该代码将如何塑造起来。

如果您可以合理预期的文本显示为一系列的线，我想每一个电话线，以便提交给Java的：这似乎JNI调用的次数，而不是进行公平的妥协过度延迟传递上的文字。

在Java方面我认为你在寻找创造一个阅读器，使用户可以通过熟悉的界面，或者BufferedReader类的也许是一个子类拿起文本。