创建本机的跨平台 GUI 应用程序（重述）

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级别： 初级

Kirk Vogen (kirkvdevw@us.ibm.com), 高级 I/T 专家, IBM

2003 年 8 月 21 日

就在一年多以前，Java 开发人员 Kirk Vogen 探讨了如何合并 GNU Compiler for Java、Linux 和标准窗口小部件工具箱（Standard Widget Toolkit，SWT）的能力以创建本机的跨平台 Java 应用程序。在本文中，Kirk 重述了该主题并讨论了对 Windows、GNOME 和 SWT 2.0 的支持。这一次，他使用 Ant 来演示如何自动构建您的本机应用程序，然后演示了如何将所有这些集成到 Eclipse IDE。请在本文所附带的论坛中与作者及其他读者分享您对本文的看法。（您也可以单击本文顶部或底部的“讨论”来访问该论坛。）

在我们上一次讨论 GNU Compiler for Java（GCJ）和标准窗口小部件工具箱（Standard Widget Toolkit，SWT）时，我们有了一个创建在本机编译且具有本机操作系统观感的 Java 应用程序的解决方案。该解决方案使用 Linux 中的 SWT 1.0 和 GCJ。从那以后，添加了对 Linux 中的 GNOME 和 Windows 的支持。本文再次研究 GCJ 和 SWT。我们将探讨如何构建 SWT，以便您可以在您的应用程序中使用它。我们还将利用几个示例来阐明如何在应用程序及其构建过程中使用 SWT。最后，我们将探讨如何在 Eclipse IDE 中使用构建过程。如果您需要有关我们已讨论内容的背景知识，请参阅 参考资料来回顾有关 GCJ、SWT 及其所有原理的信息。

设置开发环境

在着手有趣的事情之前，您需要设置开发环境。您将需要以下软件包：

• Ant 1.5.0 或更高版本基于 Java 的构建工具（有关 Ant 的详细信息，请参阅 参考资料）。
  
• GCJ 3.2 或更高版本可以用几种方式获得 GCJ。大多数最新版本的 Linux 分发版（distribution）都带有 GCJ。RedHat 8.0 和 Mandrake 9.0 带有 GCJ 3.2。对于 Windows，请参阅侧栏 在 Windows 上安装 GCJ 3.2以获得安装指导信息。如果您正在运行未包含 GCJ 的 Linux 或 UNIX 版本，请参阅 参考资料以获得有关在您的环境中编译 GCJ 的指导信息。
  
• 补丁实用程序 构建过程使用 Ant <patch> 任务来运行几个补丁。因此，您的系统需要安装补丁实用程序。大多数 Linux 系统都带有现成的补丁实用程序。但 Windows 没有。本文的源代码中已经包括了一个 Windows 版本的补丁实用程序（请参阅 参考资料）。该文件包含在 Utilities\win32 目录中。请将 patch.exe 文件放在您系统路径（PATH）中的目录中。
  
• Eclipse 2.0.2只有打算在 Eclipse IDE 中运行构建程序时此软件包才是必需的（正如稍后在 用 Eclipse 进行本机构建中所讨论的那样）。

在 Windows 上安装 GCJ 3.2 请按照以下这些 指示信息来在您的环境中安装 GCJ 3.2。

确保您的 PATH 环境变量可以访问前面列出的所有应用程序。这将确保 Ant 构建文件可以在需要时运行这些实用程序。

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构建 SWT

既然已经设置好了开发环境，那么就让我们探讨如何将 SWT 构建到库中。这一过程包括将 SWT 源代码编译成本机目标代码并将它们全部包装成库。然后就可以使用这个库来链接到应用程序。

在继续阅读之前，请下载并解压缩 本文的源代码。该源代码包含几项内容，包括用于将 SWT 构建到库中的构建脚本、几个样本应用程序和来自 Eclipse 2.0.2 的 SWT 源代码。

在构建 SWT 时要记住几件事：目标操作系统、目标窗口系统和您希望使用的库类型。目前 AIX、HP/UX、Linux、Solaris 和 Windows 操作系统都支持 SWT。MacOS 和 QNX 也支持它（虽然本文不包括这两种操作系统）。除了操作系统之外，您还需要确定目标窗口系统，这在我们稍后运行构建文件时将很重要。如果您的操作系统是 Linux，那么您的窗口系统选项是 GNOME 或 Motif。如果您在另一个 UNIX 变体（如 AIX、HP/UX 或 Solaris）上，那么您窗口系统选项目前 只能是 Motif。如果您的操作系统是 Windows，则您的窗口系统选项就是这个系统 ― Windows。目前，由于 KDE 所使用的 Qt 工具箱存在明显的许可证问题，所以不支持 KDE。用其它窗口系统编译的应用程序将运行在 KDE 中，但是它们不会使用 KDE 的本机窗口小部件。

除了操作系统和窗口系统之外，还需要确定要构建那种库类型。您有两个选项：静态库或共享库。如果使用静态库，SWT 将在编译时链接到您的应用程序。如果使用共享库，SWT 将在运行时链接到您的应用程序。顾名思义，共享对象的主要优点是可以被共享。所有应用程序都可以在运行时动态地使用同一对象。因此，可执行程序的大小将小很多。在 Windows 中，只能使用静态库；GCJ 不支持 Java DLL 的装入（DLL 是 Windows 中的共享库）。

构建文件

构建文件的知识对于本文来说显得有些太长了，但是基本上，它的功能是：

• 检索特定操作系统和窗口系统的 SWT 源代码。
• 对 SWT 代码打几个补丁。由于会出现一些编译器小错误，因此有几个 SWT 文件将无法用 GCJ 编译 ― 例如，GCJ 在一些用内部类实现的事件侦听器方面出现问题。在这些情况下，人们对源代码应用一些小补丁，以便修复错误，同时保持代码功能不变。因为 GCJ 仍然在不断改进，所以这些错误最终应该是可以被消除的。
• 将代码编译成本机目标代码。
• 将目标代码包装成静态库或共享库。

要运行构建文件，导航至本文所包括的源代码的 Library 目录。您需要配置几个特性。首先，要设置目标操作系统，请使用 os 特性。要配置窗口系统，请使用 window_system 特性。最后，要控制库类型，请调用 static-library 或 shared-library 目标。在缺省情况下，构建文件调用 static-library 目标，并将操作系统设置成 Linux，将窗口系统设置成 GNOME。有关配置选项的完整说明，请在命令提示符处导航至 Library 目录，然后输入 ant help。

让我们研究一下构建 SWT 的几个常见示例：

• 要在 Linux 中创建 GNOME 静态库，只需输入 ant。在缺省情况下，构建文件调用 static-library 目标，因此在命令提示符处无需其它操作。
  
• 要在 Linux 中创建 GNOME 共享库，输入 ant shared-library。
  
• 要在 Linux 中创建 Motif 共享库，输入 ant -Dwindow_system=motif shared-library。
  
• 要创建 Windows 静态库，输入 ant -Dos=win32 -Dwindow_system=win32。请记住，目前 Windows 不支持共享库。

清单 1 显示了 Linux/GNOME 共享库构建的输出。

[Library]$ant shared-library
Buildfile: build.xml
get-swt-source:
properties:
init:
ws/gtk/swtsrc.zip:
      [zip] Building zip: /home/jdoe/Java/SWT/Eclipse_2.0.2_SWT_
            Source/plugins/org.eclipse.swt.gtk/ws/gtk/swtsrc.zip
    [unzip] Expanding: /home/jdoe/Java/SWT/Eclipse_2.0.2_SWT_Source/
            plugins/org.eclipse.swt.gtk/ws/gtk/swtsrc.zip into
            /home/jdoe/Java/SWT/Library
get-pi-source:
properties:
init:
ws/gtk/swt-pisrc.zip:
    [unzip] Expanding: /home/jdoe/Java/SWT/Eclipse_2.0.2_SWT_Source/
            plugins/org.eclipse.swt.gtk/ws/gtk/swt-pisrc.zip into
            /home/jdoe/Java/SWT/Library
patch:
    [patch] patching file GtkSelectionData.java
    [patch] patching file GtkTargetEntry.java
    [patch] patching file TableCursor.java
     [copy] Copying 4 files to /home/jdoe/Java/SWT/Library/org/
            eclipse/swt/custom
compile:
    [javac] Compiling 4 source files
     [echo] Compiling SWT with GCJ
init:
shared-up-to-date:
shared-library:
BUILD SUCCESSFUL
Total time: 1 minute 18 seconds
[Library]$

如果您在 Windows 中遇到构建困难并且已经安装了 Cygwin，请参阅侧栏 关于 Cygwin 和 GCJ 的说明。

关于 Cygwin 和 GCJ 的说明 新版本的 Cygwin 带有 GCJ。然而，我在安装了 Cygwin 的机器上按照前面所讨论的构建过程进行操作时却遇到了一些问题。如果您安装了 Cygwin，可以通过从系统路径（PATH）临时除去 c:\cygwin\bin 来缓解任何可能出现的问题。如果 Cygwin 在路径（PATH）中，您会看到类似于以下的错误： Public class `ACC' must be defined in a file called `ACC.java'

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构建样本应用程序

既然您已经有了 SWT 库，现在就可以开始构建使用它的应用程序了。本文所包括的源代码 zip 文件（请参阅 参考资料）有几个样本应用程序。每个样本应用程序都包括一个通用构建文件，可以使用该文件作为您项目的起点。该构建文件：

• 编译您的项目可能拥有的任何资源（位图、GIF 和特性文件）
• 将源文件编译成本机目标代码
• 在 SWT 中静态或者通过共享库链接
• 创建一个可执行程序
• 提供将应用程序打包成一个 JAR 文件的能力（如果要将应用程序部署到 JVM 以便测试或作它用，可以很轻易地用构建文件做到）

构建文件只有一个设置供您配置：您将使用的库类型。在缺省情况下，构建文件假设您正在使用静态库。如果要使用共享库，只需将 link 特性设置成等于 dynamic（例如， ant -Dlink=dynamic）。与其它构建文件一样，可以输入 ant help来获得配置选项的进一步描述。

让我们用 ControlExample 样本应用程序尝试构建文件。该应用程序演示很多 SWT 窗口小部件。它与 SwingSet 应用程序类似，后者是一个流行的 Swing 演示应用程序。要构建该应用程序，导航至您将本文所包括的源文件解压缩的地方，然后导航至 ControlExample 目录。输入 ant（同样，对于共享库，要输入 ant -Dlink=dynamic）。假设您已经创建了 SWT 库（在 ../Library 目录中），构建文件应该无错误地运行。

在完成构建文件之后，就可以运行该应用程序了 — 嗯，差不多是这样。首先，你需要提供对 SWT 所需的一些库的访问。这些库主要是 SWT JNI 库。当您在 JVM 中运行 SWT 应用程序时，这一步也是必需的。在您解压缩本文源代码的目录中，导航至 Eclipse_2.0.2_SWT_Source 目录，然后按照对应于目标操作系统的指示进行操作。

• 对于 Windows，将 plugins\org.eclipse.swt.win32\os\win32\x86\swt-win32-2052.dll 文件复制到您路径（PATH）中的目录（例如 c:\WINNT\system32 ）。或者，也可以修改 PATH 以指向该目录（例如 PATH=C:\MyExtractDir\Eclipse_2.0.2_SWT_Source\plugins\org.eclipse.swt.win32\os\win32\x86\;%PATH% ）。
  
• 对于 Linux/GNOME，将文件 plugins/org.eclipse.swt.gtk/os/linux/x86/libswt-gtk-2052.so 和 plugins/org.eclipse.swt.gtk/os/linux/x86/libswt-pi-gtk-2052.so 复制到系统库所在的目录（例如 /usr/lib ）。如果正在使用共享库，则还需要将共享库复制到系统路径（例如 ~/MyExtractDir/Library/lib-org-eclipse-swt.so ）。或者，也可以临时设置环境变量 LD_LIBRARY_PATH ，以指向这些文件所在的目录。例如，在 bash shell 中：
  

  export LD_LIBRARY_PATH=~/MyExtractDir/Library: ~/MyExtractDir/Eclipse_2.0.2_SWT_Source/plugins/ org.eclipse.swt.gtk/os/linux/x86:$LD_LIBRARY_PATH

  
  
• 对于 Linux/Motif，将 plugins/org.eclipse.swt.motif/os/linux/x86/libswt-motif-2052.so 复制到系统库所在的目录（例如 /usr/lib ）。另外，将 libXm.so.2 复制到同一目录。如果正在使用共享库，则还需要将共享库复制到系统路径（例如 ~/MyExtractDir/Library/lib-org-eclipse-swt.so ）。或者，也可以临时设置 LD_LIBRARY_PATH 环境变量，以指向这些文件所在的目录。例如，在 bash shell 中：
  

  export LD_LIBRARY_PATH=~/MyExtractDir/Library: ~/MyExtractDir/Eclipse_2.0.2_SWT_Source: ~/MyExtractDir/Eclipse_2.0.2_SWT_Source/plugins/ org.eclipse.swt.motif/os/linux/x86:$LD_LIBRARY_PATH

  
  
  请注意，如果您得到一条关于字体的错误消息，请尝试使用 export LANG=en_US.iso88591 命令。

设置好所有的文件之后，尝试运行应用程序。您应该看到类似于图 1 的屏幕。

如果运行应用程序时遇到麻烦，则需要检查几项。在 Linux 中，如果应用程序在查找共享库时遇到麻烦，您将得到一条类似于以下的消息：

./AddressBook: error while loading shared libraries: lib-org-eclipse-swt.so:
cannot open shared object file: No such file or directory

如果应用程序无法找到某个 JNI 共享库，则您将得到一条类似于以下的消息：

Exception in thread "main"

无论是哪种情况，都要验证是否已经将必需的库复制到系统库目录（例如 /usr/lib ）。

在 Windows 中，如果应用程序无法找到 JNI DLL，则不会发生什么事情 ― 您不会得到任何输出，而且不会显示应用程序。要强行得到一些调试输出，首先从 build.xml 构建文件删除 <arg value="-mwindows"/> 这一行。通过输入 ant clean（以便从头开始）重新运行构建过程，然后输入 ant。

现在，当您运行应用程序时，它将在命令提示符的位置显示与以下类似的错误输出：

Exception in thread "main" java.lang.UnsatisfiedLinkError:
swt-win32-2052: file not found

如果您得到这条错误消息，请验证 swt-win32-2052.dll 文件是否位于系统路径（PATH）中的目录中。

在继续进行之前，请查看本文所包括的其它应用程序。其中有一个小型文本编辑器示例和一个演示悬浮式帮助的示例。要构建那些应用程序，请遵循与 ControlExample 应用程序相同的过程。

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用 Eclipse 进行本机构建

最后，我们来研究如何在 Eclipse IDE 中使用所有这些工具。将 IDE 与 GCJ 的本机编译能力结合起来将产生一个方便且功能强大的开发环境。您可以利用方便的 Eclipse 特性（如代码完成和调试器），还可以进行本机编译。

要进行设置，首先确保安装了 Eclipse 2.0.2（其它 2.x 版本也可以工作）。然后，启动 Eclipse。在缺省情况下，Eclipse 带有 Ant 1.4。因为构建文件要求有 Ant 1.5，所以您需要将它升级为 Ant 1.5。这实际上是一个非常简单的过程。选择 Windows > Preferences，然后导航至 External Tools。展开 External Tools，然后选择 Ant。您应该看到类似于图 2 的屏幕。

选择两个 ant JAR 文件（ant.jar 和 jakarta-ant-1.4.1-optional.jar），然后单击 Remove。然后，单击 Add Jar。导航至 Ant 安装目录的 lib 目录。选择 ant.jar，然后单击 Open。再次单击 Add Jar，这一次选择 optional.jar。当您全部做完时，您应该看到类似于图 3 的屏幕。

现在，需要为样本应用程序创建一个项目。选择 File > New > Project。在产生的对话框中，选择左窗格中的 Java和右窗格中的 Java Project。单击 Next，给出项目名称，然后单击 Finish。

创建完项目之后，导入一个样本应用程序。在本示例中，我们使用 TextEditor 样本。完成以下步骤：

1. 在命令提示符处，导航至本文所包括的源代码被解压缩的目录。到达该目录之后，导航至 TextEditor 应用程序，然后输入 ant clean 以清除 .o 和 .class 文件。我们并不真的想把这些文件导入 Eclipse 工作空间。
   
2. 单击新创建的项目，然后选择 File > Import。
   
3. 在产生的对话框中，选择 File System，然后单击 Next。
   
4. 单击 Browse按钮，然后导航至本文所包括的源代码被解压缩的目录。到达该目录之后，导航至 TextEditor 应用程序，然后单击 OK。
   
5. 确保单击了左窗格中 TextEditor 旁边的框。这将确保导入所有源代码、资源和构建文件。单击 Finish。您的屏幕看起来应该类似于图 4。

既然您已经设置好，我们可以尝试一次本机编译。为此，在 Eclipse 中对 build.xml单击鼠标右键，然后选择 Run Ant。应该显示类似于图 5 的对话框。

在 Arguments 域中，我们需要提供以下三个特性的值：链接类型（只有在进行动态链接时才适用）、SWT JAR 文件的位置（以便编译器具有至 SWT 类的引用）以及您 SWT 库（您先前编译过的 SWT 库）的位置。例如：

-Dlink=dynamic -Dlibrary_dir=/home/jdoe/MyExtractDir/Library/
-Dswt.jar=/usr/local/eclipse/plugins/org.eclipse.swt.gtk_2.0.2/ws/gtk/swt.jar

在 Linux 中，注意不能在 Arguments 域使用颚化符号。出于某种原因，它会生成错误。使用全限定路径名（如 /home/jdoe/MyExtractDir... ，而不要使用 ~/MyExtractDir... 或 ~jdoe/MyExtractDir... ）。

一旦填充了 Arguments 域，单击 Finish，然后让构建程序运行。如果得到错误信息，最可能的原因就是路径问题。再次检查 Arguments 域中的设置以确保它们引用有效的路径。

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展望

尽管我没有在 AIX、HP/UX 或 Solaris 中测试过，但本文所描述的过程在这些系统中应该仍可工作。另外，如果您有一台 Macintosh 机器，那么安装 GCJ 和 Ant 并运行构建过程将会很有趣。在 MacOS 系统上，源代码有些滞后于其它操作系统的代码。因此，如果得到编译错误，您可能必须使用一些小型补丁。

另一个值得尝试的很“酷”的事是交叉编译。如果一切都设置正确，您可能会拥有一台可以为多种目标操作系统创建 SWT 应用程序的计算机。您只需为多种目标操作系统设置一个 GCJ 交叉编译器即可。有关交叉编译的信息，请浏览 GCJ/GCC 网站（请参阅 参考资料）。请记住：构建交叉编译器是很具挑战性的，但是如果有足够的文档作参考再加上其他用户的帮助，应该是可以实现的。

衷心感谢 GCJ 开发人员。在过去一年里，GCJ（特别是用于 Windows 的 GCJ）取得了长足的进步。没有他们的才干和奉献，我们将不会有这样有趣和独特的产品。

参考资料

• 您可以参阅本文在 developerWorks 全球站点上的 英文原文.
  
  
• 参与本文中的 论坛。（您也可以单击本文顶部或底部的 讨论来访问该论坛。）
  
  
  
• 回顾 有关 GCJ 和 SWT 的第一篇文章，看看我们过去所做的工作（ developerWorks，2002 年 4 月）。
  
  
  
• 下载本文的 源代码和相关文件。
  
  
  
• 了解 Ant并下载 Ant 1.5.2以使您的构建过程自动进行。
  
  
  
• 在 libswt SourceForge 页面参与这项工作。随着 GCJ 和 SWT 的发展，这个 SourceForge 项目将是发布 GCJ/SWT 构建过程的新版本的极佳场所。
  
  
  
• eclipse.org 技术文章页面包括一篇极佳的 有关 SWT 的介绍性文章和 其它 SWT 文章。
  
  
  
• 如果您要在 Eclipse 中运行本机构建，请下载 Eclipse 2.0.2。
  
  
  
• 在 GCJ 页面查找有关 GCJ 的更多信息。通过订阅 GCJ 邮件列表和 GCJ 补丁邮件列表来得到最新信息。
  
  
  
• 有关 Java 本机编译的详细信息，请阅读 Martyn Honeyford 的文章“ 衡量 Java 本机编译”（ developerWorks，2002 年 1 月）。
  
  
  
• 在 developerWorksJava 技术专区 查找与 Java 技术相关的其它文章。
  
  

关于作者

		Kirk Vogen 是一名富有编程激情的 Java 热衷者。他在 IBM Global Services 致力于使用 WebSphere 构建电子商务应用程序。可以通过 kirkvdevw@us.ibm.com与他联系。

对本文的评价

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