JNI学习笔记：JNIEnv、jobject与jclass详解

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1 前言

在进行JNI编程开发的时候，使用javah生成Native方法对应的Native函数声明，会发现所有的Native函数的第一个参数永远是JNIEnv指针，而第二个参数永远是jobject或jclass中的一个。JNIEnv指针指代何物？具有何种功能？jobject和jclass又有何区别？
本文简单介绍了JNI编程中JNIEnv、jobject和jclass这三种基本类型。

2 JNIEnv指针

JNIEnv，顾名思义，指代了Java本地接口环境(Java Native Interface Environment），是一个JNI接口指针，指向了本地方法的一个函数表，该函数表中的每一个成员指向了一个JNI函数，本地方法通过JNI函数来访问JVM中的数据结构，详情如下图：

而JNIEnv指针在<jni.h>文件中的具体实现是一个包含诸多JNI函数的结构体，在C语言中该结构体的名字定义为JNIEnv_。局部摘要如下：

/*
 * We use inlined functions for C++ so that programmers can write:
 *
 *    env->FindClass("java/lang/String")
 *
 * in C++ rather than:
 *
 *    (*env)->FindClass(env, "java/lang/String")
 *
 * in C.
 */

struct JNIEnv_ {
    const struct JNINativeInterface_ *functions;
#ifdef __cplusplus

    jint GetVersion() {
        return functions->GetVersion(this);
    }
    jclass DefineClass(const char *name, jobject loader, const jbyte *buf,
                       jsize len) {
        return functions->DefineClass(this, name, loader, buf, len);
    }
    ...
     jclass GetObjectClass(jobject obj) {
        return functions->GetObjectClass(this,obj);
    }
    jboolean IsInstanceOf(jobject obj, jclass clazz) {
        return functions->IsInstanceOf(this,obj,clazz);
    }

    jmethodID GetMethodID(jclass clazz, const char *name,
                          const char *sig) {
        return functions->GetMethodID(this,clazz,name,sig);
    }
    ...
 }

深入去看JNIEnv结构体的话，不难发现，这个结构体当中包含了几乎有所的JNI函数，大致可以分为如下几类：

函数名	备注
NewObject	创建Java类中的对象
NewString	创建Java类中的String对象
New<Type>Array	创建类型为Type的数组对象
Get<Type>Field	获取类型为Type的字段
Set<Type>Field	设置类型为Type的字段的值
GetStatic<Type>Field	获取类型为Type的static的字段
SetStatic<Type>Field	设置类型为Type的static的字段的值
Call<Type>Method	调用返回类型为Type的方法
CallStatic<Type>Method	调用返回值类型为Type的static方法

3 jobject与jclass类型

jobject与jclass通常作为JNI函数的第二个参数，当所声明Native方法是静态方法时，对应参数jclass，因为静态方法不依赖对象实例，而依赖于类，所以参数中传递的是一个jclass类型。相反，如果声明的Native方法时非静态方法时，那么对应参数是jobject 。
其在`<jni.h>``中的定义如下：

typedef _jobject *jobject;
typedef _jclass *jclass;
...
class _jobject {};
class _jclass : public _jobject {};
...

为了能够在Native层访问Java中的类和对象，jobject和jclass 分别指代了其所指代的类和对象，进而访问成员方法和成员变量等。但其实，我们一般使用javah指令直接生成Native函数的函数原型，故而不必纠结该使用哪种类型。