CentOS上Fortran與Java如何交互

在CentOS系統上，Fortran和Java可以通過JNI（Java Native Interface）進行交互。JNI允許Java代碼調用本地方法，這些本地方法通常是用C、C++或其他本地語言編寫的。由于Fortran可以編譯成C兼容的目標代碼，因此可以通過JNI在Java和Fortran之間實現交互。

以下是在CentOS上使用JNI實現Fortran與Java交互的基本步驟：

1. 編寫Fortran代碼并編譯為共享庫：

首先，編寫Fortran代碼并將其保存為.f90文件。例如，創建一個名為hello.f90的文件，其中包含以下內容：

subroutine hello(name, length) bind(c, name="hello")
    use, intrinsic :: iso_c_binding
    character(kind=c_char), intent(in) :: name(*)
    integer(c_int), intent(out) :: length

    character(len=100) :: greeting
    greeting = 'Hello, ' // trim(adjustl(name)) // '!'

    length = len_trim(greeting)
    call c_f_pointer(name, c_name, [length])
    call c_f_procpointer(c_name, 'hello', hello_ptr)

contains
    subroutine hello_ptr(name, length) bind(c, name="hello")
        character(kind=c_char), intent(in) :: name(*)
        integer(c_int), intent(out) :: length

        character(len=100) :: greeting
        greeting = 'Hello, ' // trim(adjustl(name)) // '!'

        length = len_trim(greeting)
    end subroutine hello_ptr
end subroutine hello

然后，使用gfortran編譯器將Fortran代碼編譯為共享庫：

gfortran -fPIC -c hello.f90
gfortran -shared -o libhello.so hello.o

這將生成一個名為libhello.so的共享庫文件。

2. 編寫Java代碼并加載共享庫：

創建一個名為Hello.java的Java文件，其中包含以下內容：

public class Hello {
    static {
        System.loadLibrary("hello");
    }

    private native String hello(String name);

    public static void main(String[] args) {
        Hello hello = new Hello();
        String result = hello.hello("World");
        System.out.println(result);
    }
}

3. 使用javac和javah生成C/C++頭文件：

javac Hello.java

4. 編寫C/C++包裝器函數：

創建一個名為hello.c的文件，其中包含以下內容：

#include <jni.h>
#include "Hello.h" // 包含由javah生成的頭文件
#include <string.h>
#include "hello.h" // 包含Fortran編譯器生成的頭文件

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Hello_hello(JNIEnv *env, jobject obj, jstring name) {
    const char *c_name = (*env)->GetStringUTFChars(env, name, NULL);
    char c_greeting[100];
    strcpy(c_greeting, "Hello, ");
    strcat(c_greeting, c_name);
    strcat(c_greeting, "!");

    jstring result = (*env)->NewStringUTF(env, c_greeting);

    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, name, c_name);
    return result;
}

5. 編譯C/C++包裝器函數并鏈接到Fortran共享庫：

gcc -I${JAVA_HOME}/include -I${JAVA_HOME}/include/linux -fPIC -c hello.c
gcc -fPIC -o libhello_wrapper.so hello.o -L/path/to/fortran/shared/library -lhello

6. 運行Java程序：

java -Djava.library.path=. Hello

這將調用Fortran編寫的hello子程序，并輸出結果。

請注意，這些步驟可能需要根據您的具體需求進行調整。在實際操作中，請確保已安裝了Java Development Kit（JDK）和GNU Fortran編譯器（gfortran）。