本文深入讲解了JNI（Java Native Interface）的关键概念，包括JNIEnv的作用、Java对象与C/C++对象的交互方式、字符串和数组的处理技巧等。此外，还介绍了不同类型的引用以及如何缓存jfieldID和jmethodID来提高性能。
参考地址： http://blog.youkuaiyun.com/time_hunter/article/details/8740758
JNIEnv
定义： 相当于一个jni上下文对象。
作用： 通过JNIEnv的指针能够对Java端的代码进行操作：
a.创建Java对象.
jstring str = (*env).NewStringUTF(“终端研发部”);
jclass jclazz = (*env).GetObjectClass(obj);b.调用Java对象的方法。
“`
jclz = (*env)->FindClass(env, “java/lang/String”);
jdouble doub = (*env).GetStaticDoubleField()- c.获取及设置Java对象的属性。
jintArray arrayResult = NULL;
jclass jclazz = (*env).GetObjectClass(obj);
jint * elements =(*env).GetIntArrayElements(array,NULL);
“`Get/Set[Static]Method
JNI中通常用JType指代Java环境中的类。
typedef _jobject *jobject;
typedef _jclass *jclass;
typedef _jthrowable *jthrowable;
typedef _jstring *jstring;
typedef _jarray *jarray;
typedef _jbooleanArray *jbooleanArray;
typedef _jbyteArray *jbyteArray;
typedef _jcharArray *jcharArray;
typedef _jshortArray *jshortArray;
typedef _jintArray *jintArray;
typedef _jlongArray *jlongArray;
typedef _jfloatArray *jfloatArray;
typedef _jdoubleArray *jdoubleArray;
typedef _jobjectArray *jobjectArray; JType都继承自JObject
[cpp] view plain copy
class _jobject {};
class _jclass : public _jobject {};
class _jthrowable : public _jobject {};
class _jstring : public _jobject {};
class _jarray : public _jobject {};
class _jbooleanArray : public _jarray {};
class _jbyteArray : public _jarray {};
class _jcharArray : public _jarray {};
class _jshortArray : public _jarray {};
class _jintArray : public _jarray {};
class _jlongArray : public _jarray {};
class _jfloatArray : public _jarray {};
class _jdoubleArray : public _jarray {};
class _jobjectArray : public _jarray {};
jobject的理解
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_jue_testnative_TestNative1_hello(JNIEnv *, jobject);
这里是jobject指代的在Java中调用native方法的java类实例
获取jclass的方法
a. jclass FindClass(const char *name)
b. jclass GetObjectClass(jobject obj)
FindClass注意事项：
*注意*： 会在ClassPath下面寻找类。需要传入完整类名，注意包与包之间用’/’。
jclass class_str = env->FindClass("java/lang/String");
jfiledID/jmethodID的获取
在natvie方法中获取/设置字段的值，或者方法调用，需要先获取相应的field/method的ID
jfieldID GetFieldID(jclass clazz, const char *name, const char *sig)
jmethodID GetMethodID(jclass clazz, const char *name, const char *sig)
注意sig用来处理函数重载引起的不确定。
然后通过ID获取
jobject GetObjectField(jobject obj, jfieldID fieldID)
jobject CallObjectMethod(jobject obj, jmethodID methodID, ...)
获取方法的签名
javap -s 命令工具可以查看一个类的方法的签名
javap -s xxx.class
Sin签名含义细节
| 类型 | 相应的签名 |
|---|---|
| boolean | Z |
| byte | B |
| char | C |
| short | S |
| int I | |
| long | L |
| float | F |
| double | D |
| void | V |
| String | Ljava/lang/String |
| Array | [Ljava/lang/Object |
| Method | (para s1,para s2) 返回值签名 |
jni如何调用Java里面的方法的
NIEnv提供了一下函函数(能够实现子类对象调用父类方法的功能)
- CallMethod,
- CallStaticMethod,
- CallNonvirtualMethod。
```
CallVoidMethod(jobject obj, jmethodID methodID, ...)
void CallVoidMethodV(jobject obj, jmethodID methodID, va_list args)
void CallVoidMethodA(jobject obj, jmethodID methodID, jvalue* args)
```
调用实例方法的三种方法
CallMethod(jobject obj, jmethodID id, …);
boolean funcation(int i, double d, char c) { } env->CallBooleanMethod( obj, id_function , 100L, 3.44, L'3');CallMethodV(jobject obj, jmethodID id,va_list lst);
CallMethodA(jobject obj, jmethodID id, jvalue* v);
jvalue是一个联合体 [cpp] view plain copy typedef union jvalue { jboolean z; jbyte b; jchar c; jshort s; jint i; jlong j; jfloat f; jdouble d; jobject l; } jvalue; jvalue *args = new jvalue[3]; args[0].i = 100L; args[1].d = 3.44; args[2].c = L'3'; env->CallBooleanMethodA(obj, id_funcation, args); delete [] args;
Java对象的创建
- 方式-NewObject
使用NewObject来创建Java对象。
jobject NewObject(jclass clazz, jmethodID methodID, ...)需要先活的相应构造器的name，方法名设定为,另外返回值的签名是Void
jmethodID GetMethodID(jclass clazz, const char *name, const char *sig)例子：
jclass class_date = env->FindClass("java/util/Date");
jmethodID method_id = env->GetMethodID(class_date,"<init>","()V");
jobject now = env->NewObject(class_date, method_id); - b.方式-AllocObject
jclass cls = (*env).GetObjectClass(obj);
jobject oobj = (*env).AllocObject(cls);
Java字符串和C/C++字符串之间的转换
a.在java中字符串String对象是Unicode(UTF-16)码，每个字符无论中文还是英文都占用两个字节。
b.可以通过JNI接口把Java中的字符串转换成C/C++中的宽字符串，Java也可以传一个UTF-8的字符串(char*) 到C/C++中。
c.反过来C++可以通过把一个宽字符串，或者一个UTF-8的字符串来创建一个Java端的对象。
memset的注意事项
C库函数 void *memset(void *str, int c, size_t n) 复制字符c（unsigned char类型）参数str指向的字符串的前n个字符。
memset是以字节为单位，初始化内存块。
当初始化一个字节单位的数组时，可以用memset把每个数组单元初始化成任何你想要的值““
char data[10];
memset(data, 1, sizeof(data)); // right
memset(data, 0, sizeof(data));char str[50];
strcpy(str,”This is string.h library function”);
puts(str);
memset(str,’$’,7);
puts(str);“`
在初始化其他基础类型时，则需要注意，比如
int data[10];
memset(data, 0, sizeof(data)); // right
memset(data, -1, sizeof(data)); // right
memset(data, 1, sizeof(data)); // wrong, data[x] would be 0x0101 instead of 1 获取字符串
a.取得与某个jstring对象相关的Java字符串
方法 作用 GetStringChars 取得UTF-16编码的宽字符串(char*) GetStringUTFChars 取得UTF-8编码的字符串(char*)
注意在不使用到的使用，要注意使用ReleaseStringChars,或者ReleaseStringUTFChars释放拷贝的内存，或Java对象的引用。
还可以使用下面的方法，这个方法可以增加返回jvm中java对象的可能性，但是还是有可能返回相应java串的拷贝。
这个方法没有相应的GetStringUTFCritical，由于Java字符串使用的是UTF-16,要转换成UTF-8编码的串本来就需要一次拷贝动作。
数组分为2种
a.基本类型的数组。
b.对象类型(Object[])的数组。
有一个通用于两种不同数组的的函数:得到数据的长度函数：GetArrayLength
处理基本类型数组
跟处理字符串相似
GetArrayElements,可以把Java基本类型的数组转换成C/C++中的数组，可以拷贝一份传本地代码，也可以把指向Java中的指针直接传回本地代码。
需要用
ReleaseArrayElements
void ReleaseIntArrayElements(jintArray array,
jint *elems,
jint mode) {
functions->ReleaseIntArrayElements(this,array,elems,mode);
} mode的类型:
0:对Java数组进行更新，并释放C/C++的数组。
JNI_COMMIT: 对Java数组进行更新但不释放C/C++数组。
JNI_ABORT:对Java数组不进行更新，并释放C/C++数组。
相似GetStringUTFCritical的函数：为了直接传回指向Java数组的指针而加入的函数。
void * GetPrimitiveArrayCritical(jarray array, jboolean *isCopy) {
return functions->GetPrimitiveArrayCritical(this,array,isCopy);
}
void ReleasePrimitiveArrayCritical(jarray array, void *carray, jint mode) {
functions->ReleasePrimitiveArrayCritical(this,array,carray,mode);
} GetArrayRegion 相似于GetStringRegion的函数：没有Release方法，因为我们是拷贝
void GetIntArrayRegion(jintArray array,
jsize start, jsize len, jint *buf) {
functions->GetIntArrayRegion(this,array,start,len,buf);
} SetArrayRegion 可以把指定范围内的Java数组元素用C++中的元素赋值。
void SetIntArrayRegion(jintArray array, jsize start, jsize len,
const jint *buf) {
functions->SetIntArrayRegion(this,array,start,len,buf);
}
创建一个基本类型的Java数组
Array NewArray(jsize size),指定长度后返回相应Java基本类型的数组。
处理Object类型数组
JNI中没有把Java对象类型的数组转换成C++中的jobject[]的函数。而是直接通过Get/SetObjectArrayElement来对Java的Object数组进行操作。
jobject GetObjectArrayElement(jobjectArray array, jsize index) {
return functions->GetObjectArrayElement(this,array,index);
}
void SetObjectArrayElement(jobjectArray array, jsize index,
jobject val) {
functions->SetObjectArrayElement(this,array,index,val);
} 使用上述方式不需要释放资源。
可以根据数组长度和初始值来创建某个类的数组
jobjectArray NewObjectArray(jsize len, jclass clazz,
jobject init) {
return functions->NewObjectArray(this,len,clazz,init);
} java对象在JNI中的引用
在jvm中创建的对象被传到本地的C/C++代码的时候，会产生引用。根据jvm的垃圾回收机制，只要引用存在，就不会触发该引用指向对象的被回收。
这些引用分为三种
局部引用Local Reference：是最常见的引用，局部引用只在native函数中有效。局部引用的存在会阻止其指向对象的回收。
全局引用Global Reference：
可以跨越多个线程
在多个navtive方法中有效、
全局引用存在期间会阻止其引用java对象在jvm的回收。
全局引用的创建不是JNI自动创建的。
全局引用的创建要显示的调用NewGlobalRef函数，而释放需要调用ReleaseGlobalRef
弱全局引用：
与全局引用相似，创建和释放都需要由编程人员来进行。
多个线程，多个native方法中有效。
区别：这个引用不会阻止jvm回收其指向的引用。
NewWeakGlobalRef与ReleaseWeakGlobalRef来创建和释放引用。
IsSameObject
IsSameObject在弱全局引用中有一个特别的功能。
把NULL传给要判断的object，来判断弱全局引用指向的java对象是否被回收。
缓存jfieldID,jmethodID.
a.通过方法名+签名来查询jfieldID，jmethod开销是非常大的。
b.缓存方式：
1.在使用的时候缓存。(Caching at the Point of Use)
使用static类型的局部变量来保存已经查询过的ID，这样就不会在每次调用的时候查询，而是只查询一次。
2.在java类初始化的时候缓存。(Caching at Class’s inititalizer)
这种加载方式在jvm类的加载和重新加载都会重新呼叫该native方法重新计算ID
public class TestNative
{
static {
initNativeIDs();
}
static natvie void initNativeIDs();
int propInt = 0;
}
JNIEXPORT void JNICALL Java_TestNative_initNativeIDs(JNIEnv *env, jobject object)
{
......
g_propInt_id = GetFieldID(clazz, "propInt", "I" );
}
如果对ndk不了的同学们可以一下参考博客：
NDK探究之旅:
NDK探究之旅《十》——ndk项目实战之Androidstudio开发经验总结
关于更多：
相信自己，没有做不到的，只有想不到的
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