Yolo-v3目标检测—Java调用C++(JNI)
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前言
其实这篇文章重点在如何用Java的JNI调用C++的dll，记录一下，避免以后自己忘了.....
原文发表在语雀文档上，排版更美观
简介
JNI—摘自百度百科
JNI是Java Native Interface的缩写，它提供了若干的API实现了Java和其他语言的通信（主要是C&C++）。从Java1.1开始，JNI标准成为java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI一开始是为了本地已编译语言，尤其是C和C++而设计的，但是它并不妨碍你使用其他编程语言，只要调用约定受支持就可以了。使用java与本地已编译的代码交互，通常会丧失平台可移植性。但是，有些情况下这样做是可以接受的，甚至是必须的。例如，使用一些旧的库，与硬件、操作系统进行交互，或者为了提高程序的性能。JNI标准至少要保证本地代码能工作在任何Java 虚拟机环境。
由于近期在玩yolo、darknet，C++项目下的图像识别(目标检测)，想尝试下将生成的dll提供给Java服务端调用，于是就有了本篇文章~记个流水账怕以后自己忘了....
流程
整体来说，要直接将dll被java调用是不可能的，因为两种语言基本数据类型、方法定义这些是不同的，所以需要用VS新建一个dll项目，生成java项目中可调用的dll。
1.新建native接口方法类
在Java项目中任意位置新建一个类，声名需要用到的native方法，凡是用native修饰的方法，都是后面调用的dll中的方法(C++实现),static块中System.load方法即可实现加载dll，在刚开始这部分可以忽略不写，等VS生成dll后再过来添加。
DarknetJavaSDK.java
package com.xxx.ai.image.detection.service.sdk;
import java.io.File;
public class DarknetJavaSDK {
public native String get_version();
public native boolean set_logfile_path(String logPath);
public native boolean load_model(String cfgPath, String modelPath);
public native int detect_image(String imagePath, String outDirPath);
2.生成.h头文件
生成头文件时，因为DarknetJavaSDK.java文件从属于包：
package com.xxx.ai.image.detection.service.sdk;所以，需要cd到.../src/main/java目录下(即com/xxx/ai的上一级目录)，运行：
javah com.xxx.ai.image.detection.service.sdk.DarknetJavaSDK
即可在当前目录下生成.h文件：com_xxx_ai_image_detection_service_sdk_DarknetJavaSDK.h
特别注意：如果当前类：DarknetJavaSDK.java 中有依赖其他你自定义的Java类，则可能报错，因为类加载的路径中找不到。解决方法：指定-classpath到.../src/main/java目录下，这样即可加载到此路径下com包下的所有依赖类
例如：javah -classpath D:\personalProject\AI\image\detection\src\main\java com.flowingbit.ai.image.detection.service.sdk.DarknetJavaSDK
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_xxx_ai_image_detection_service_sdk_DarknetJavaSDK */
#ifndef _Included_com_xxx_ai_image_detection_service_sdk_DarknetJavaSDK
#define _Included_com_xxx_ai_image_detection_service_sdk_DarknetJavaSDK
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class: com_xxx_ai_image_detection_service_sdk_DarknetJavaSDK
* Method: get_version
* Signature: ()Ljava/lang/String;
*/
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_xxx_ai_image_detection_service_sdk_DarknetJavaSDK_get_1version
(JNIEnv *, jobject);
/*
* Class: com_xxx_ai_image_detection_service_sdk_DarknetJavaSDK
* Method: set_logfile_path
* Signature: (Ljava/lang/String;)Z
*/
JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_com_xxx_ai_image_detection_service_sdk_DarknetJavaSDK_set_1logfile_1path
(JNIEnv *, jobject, jstring);
/*
* Class: com_xxx_ai_image_detection_service_sdk_DarknetJavaSDK
* Method: load_model
* Signature: (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Z
*/
JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_com_xxx_ai_image_detection_service_sdk_DarknetJavaSDK_load_1model
(JNIEnv *, jobject, jstring, jstring);
/*
* Class: com_xxx_ai_image_detection_service_sdk_DarknetJavaSDK
* Method: detect_image
* Signature: (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I
*/
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_xxx_ai_image_detection_service_sdk_DarknetJavaSDK_detect_1image
(JNIEnv *, jobject, jstring, jstring);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
4.VS新建dll项目
我的项目：DarknetDllForJava
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添加必须的头文件：
jni.h
com_xxx_ai_image_detection_service_sdk_DarknetJavaSDK.h
jni.h通常在jdk的include目录下，如我的：C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_151\include
VC++目录下设置包含路径：
jni.h依赖的路径：
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_151\include
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_151\include\win32
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在DarknetDllForJava.cpp定义.h的导出函数
// DarknetDllForJava.cpp : 定义 DLL 应用程序的导出函数。
//
#include "stdafx.h"
#include "com_xxx_ai_image_detection_service_sdk_DarknetJavaSDK.h"
#include "dll_api.h"
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_xxx_ai_image_detection_service_sdk_DarknetJavaSDK_get_1version(JNIEnv *env, jobject obj) {
return get_version(env);
}
JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_com_xxx_ai_image_detection_service_sdk_DarknetJavaSDK_set_1logfile_1path(JNIEnv *env, jobject obj, jstring logPath) {
return set_logfile_path(env, logPath);
}
JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_com_xxx_ai_image_detection_service_sdk_DarknetJavaSDK_load_1model(JNIEnv *env, jobject, jstring cfgPath, jstring modelPath) {
return load_model(env, cfgPath, modelPath);
}
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_xxx_ai_image_detection_service_sdk_DarknetJavaSDK_detect_1image(JNIEnv *env, jobject, jstring imagePath, jstring outDirPath) {
return detect_image(env, imagePath, outDirPath);
}
新建导出函数头文件dll_api.h
#pragma once
#ifndef DLL_API_H
#define DLL_API_H
jstring get_version(JNIEnv *env);
jboolean set_logfile_path(JNIEnv *env, jstring logPath);
jboolean load_model(JNIEnv *env, jstring cfgPath, jstring modelPath);
int detect_image(JNIEnv *env, jstring imagePath, jstring outDirPath);
#endif
新建dll_api.cpp，定义函数实现
这里就是按照dll_api.h里的函数定义，编写其实现，需要注意的是，需要添加#include。
然后，Java中的基本数据类型和C++中的有些是需要相互转化的，如：
jboolean表示java中的布尔值true和false，在c++中对应的是JNI_FALSE和JNI_TRUE；
jstring表示java中的String类，jstring和c++中的string类的相互转化可以用以下函数：
jstring str2jstring(JNIEnv* env, const char* pat)
{
//定义java String类 strClass
jclass strClass = (env)->FindClass("Ljava/lang/String;");
//获取String(byte[],String)的构造器,用于将本地byte[]数组转换为一个新String
jmethodID ctorID = (env)->GetMethodID(strClass, "<init>", "([BLjava/lang/String;)V");
//建立byte数组
jbyteArray bytes = (env)->NewByteArray(strlen(pat));
//将char* 转换为byte数组
(env)->SetByteArrayRegion(bytes, 0, strlen(pat), (jbyte*)pat);
// 设置String, 保存语言类型,用于byte数组转换至String时的参数
jstring encoding = (env)->NewStringUTF("GB2312");
//将byte数组转换为java String,并输出
return (jstring)(env)->NewObject(strClass, ctorID, bytes, encoding);
}
string jstring2str(JNIEnv* env, jstring jstr)
{
char* rtn = NULL;
jclass clsstring = env->FindClass("java/lang/String");
jstring strencode = env->NewStringUTF("GB2312");
jmethodID mid = env->GetMethodID(clsstring, "getBytes", "(Ljava/lang/String;)[B");
jbyteArray barr = (jbyteArray)env->CallObjectMethod(jstr, mid, strencode);
jsize alen = env->GetArrayLength(barr);
jbyte* ba = env->GetByteArrayElements(barr, JNI_FALSE);
if (alen > 0)
{
rtn = (char*)malloc(alen + 1);
memcpy(rtn, ba, alen);
rtn[alen] = 0;
}
env->ReleaseByteArrayElements(barr, ba, 0);
std::string stemp(rtn);
free(rtn);
return stemp;
}
5.生成dll，并在Java中加载
第4.步骤完成后，生成的dll时可以直接被java加载利用的，只需要在DarknetJavaSDK.java中用
System.load(YOUR_DLL_PATH);即可完成dll加载工作，顺序不正常会报错。。。
以我的为例：
DarknetDllForJava.dll是第4.步新建的dll项目生成的dll，其运行依赖上面三个dll，所以其顺序放在最后。
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然后再添加@Service注解，让其可以作为一个service被Autowired,改造后的DarknetJavaSDK.java：
package com.xxx.ai.image.detection.service.sdk;
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.io.File;
@Service
public class DarknetJavaSDK {
private static final String OPENCV_WORLD340_DLL = "opencv_world340.dll";
private static final String PTHREADVC2_DLL = "pthreadVC2.dll";
private static final String YOLO_DLL_CPU_REALEASE_DLL = "yolo_dll_cpu_r.dll";
private static final String DARKNETDLL_FOR_JAVA_DLL = "DarknetDllForJava.dll";
static{
StringBuilder sb = new StringBuilder(System.getProperty("user.dir")).append(File.separator).append("dll").append(File.separator);
final String dirPath = sb.toString();
System.load(dirPath + OPENCV_WORLD340_DLL);
System.load(dirPath + PTHREADVC2_DLL);
System.load(dirPath + YOLO_DLL_CPU_REALEASE_DLL);
System.load(dirPath + DARKNETDLL_FOR_JAVA_DLL);
}
public native String get_version();
public native boolean set_logfile_path(String logPath);
public native boolean load_model(String cfgPath, String modelPath);
public native int detect_image(String imagePath, String outDirPath);
效果演示：
Java接口调用本地方法：detect_image（）
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返回检测出的目标数量20、在指定dirPath下生成检测图片：
image
整个过程参考过如下文章：
https://blog.csdn.net/qq_38288172/article/details/82387946
https://www.jb51.net/article/132930.htm
https://www.cnblogs.com/haitaofeiyang/p/7698121.html
