JNI是Java Native Interface，翻译为Java本地接口，是Java与其他语言通信的桥梁，当查询一些用Java技术无法处理的任务时，开发人员就可以使用JNI技术来完成。一般来说主要有以下情况需要用到JNI技术。
- 需要调用Java语言不支持的依赖于操作系统特性的一些功能。
- 为了整合一些以前的非Java语言开发的系统。
- 为了节省程序的运行时间，必须采用其他语言来提升运行效率。
JNI不只是应用于Android开发，它还有非常广泛的应用场景。而在Android的应用场景一般有：音频开发，热修复，插件化，逆向开发，系统源码调用等等。为了更加方便的使用JNI技术，Android还提供了NDK这个工具集合。
系统源码中的JNI：
Android系统语言来划分的话由两个世界组成，分别是java世界和Native世界。这样划分的原因除了性能之外，还有在Java诞生之前，很多程序和库都是由Native语言写的。那么java世界的代码要怎么使用Notive世界的代码呢？答案是使用JNI。这里举例MediaRecorder框架。
1.MediaRecorder框架中的JNI：
在这里重点介绍MediaRecorder框架中JNI，Java Framework层对应的是MediaRecorder.java，JNI层对应的是libmedia_jni.so，它是一个JNI的动态库，Native层对应的是libmedia.so，这个动态库完成了实际上的调用功能。
1.1：Java Framework层的MediaRecorder:
与之相关的有：调用System.loadLibrary("media_jni")用来加载名称为media_jni的动态库，也就是libmedia_jni.so。接着调用native_init方法，其内部会调用Native方法，用来完成JNI的注册。然后再使用native修饰方法，说明它是一个native方法，表示由JNI实现。因为对于JavaFramework层来说只需要加载对应的JNI库，接着声明native方法就可以了，剩下的工作由JNI层来完成。
1.2：JNI层的MediaRecorder：
MediaRecorder的JNI层是由android_media_recorder.cpp实现的android_media_MediaRecorder_native_init方法是native_init方法在JNI层的实现，android_media_MediaRecorder_start方法则是start方法在JNI层的实现。那么native_init方法是怎么找到android_media_MediaRecorder_native_init方法的呢，这需要了解JNI注册。
2.Native方法注册：
Native方法注册分为静态注册和动态注册，其中静态注册多用于NDK开发，而动态注册多用于Framework开发。
2.1：静态注册：
根据函数名找到对应的JNI函数；Java层调用某个函数时，会从对应的JNI中寻找该函数，如果没有就会报错，如果存在就会建立一个关联关系(其实就是保存JNI的函数指针)，以后再调用时会直接使用这个函数，这部分的操作由虚拟机完成。
静态注册的建立：首先在Java代码中声明native函数，然后通过javac或者javah相关命令来生成native函数的对应的头文件，然后在c/c++文件中引用这些头文件，最后在JNI代码中实现这些函数的具体业务逻辑即可。
JNI的命名规范：返回值 + Java前缀+全路径类名+方法名+参数1JNIEnv+参数2jobject+其他参数
2.1.1：静态注册的缺点：
- JNI的函数名称过长。
- 声明Native方法的类需要生成头文件。
- 初次调用Native方法时需要建立关联，影响效率。
2.2：动态注册：
JNI中有一种结构体用来记录Java的Native方法和JNI方法的映射关系，它就是JNINativeMethod，在jni.h中定义。JNI允许我们提供一个函数映射表，注册给Java虚拟机，这样JVM就可以用函数映射表来调用相应的函数。这样就可以不必通过函数名来查找需要调用的函数了。
动态注册的建立：在使用System.LoadLibrary函数会调用JNI_OnLoad函数，并且在这个函数里面去动态的注册native方法。在JNI_OnLoad函数中又主要调用了jniRegisterNativeMethods函数，该函数内部调用了RegisterNatives函数将注册函数的Java类，以及注册函数的数组(JNINativeMethod)，以及个数注册在一起，这样就实现了绑定。
3.数据类型的转换：
Java的数据类型到了JNI层就需要转换为JNI层的数据类型。Java的数据类型分为引用数据类型和脚本数据类型，JNI层也对这两种数据类型进行了区分。
3.1：基本数据类型的转换：
| Java | Native | Signature |
|---|---|---|
| byte | jbyte | B |
| char | jchar | C |
| double | jdouble | D |
| float | jfloat | F |
| int | jint | I |
| short | jshort | S |
| long | jlong | J |
| boolean | jboolean | Z |
| void | void | V |
3.2:引用数据类型的转换：
| Java | Native | Signature |
|---|---|---|
| 所有对象 | jobject | L+classname+; |
| Class | jclass | Ljava/lang/Class; |
| String | jstring | Ljava/lang/String; |
| Throwable | jthrowable | Ljava/lang/Throwable; |
| Object[] | jobjectArray | [L+classname+; |
| byte[] | jbyteArray | [B |
| char[] | jcharArray | [C |
| double[] | jdoubleArray | [D |
| float[] | jfloatArray | [F |
| int[] | jintArray | [I |
| short[] | jshortArray | [S |
| long[] | jlongArray | [J |
| boolean[] | jbooleanArray | [Z |
4.方法签名：
因为Java是支持函数重载的，也就是说，可以定义相同方法名，但是不同参数的方法，然后Java根据其不同的参数，找到其对应的实现的方法。JNI要怎么支持这种，答案是---签名。即将参数类型和返回值类型的组合。如果拥有一个该函数的签名信息和这个函数的函数名，我们就可以顺序的找到对应的Java层中的函数了。
- 方法签名的格式：（参数的签名格式，两个参数之间使用；分隔）返回值的签名格式。
- 查看类中的方法签名使用javap命令。
5.解析JNIEnv：
JNIEnv是Native世界中Java环境的代表，通过JNIEnv*指针就可以在Native世界中访问Java世界的代码进行操作，它只在创建它的线程中有效，不能跨线程传递，因此不同线程的JNIEnv是彼此独立的。JNIEnv的主要作用有：
- 调用java的方法。
- 操作java中的变量或者对象等等。
JavaVM它是虚拟机在JNI层的代表，在一个虚拟机进程中只有一个JavaVM，因此该进程的所有的线程都可以使用这个JavaVM。通过JavaVM的AttachCurrentThread函数就可以获取这个线程的JNIEnv，还要记得在使用AttachCurrentThread函数的线程退出之前，调用DetachCurrentThread函数来释放资源。
JNIEnv是一个结构体，其内部又包含了JNIINativeInterface。在JNIEnv中定义了很多的函数，例如：FindClass函数用来找到Java中指定名称的类；GetObjectClass函数通过对象的实例获取class。GetMethodID函数用来获取Java中的方法;GetFieldID函数用来获取Java中的成员变量。JNIEnv的类型都和JNIINativeInterface结构有关联的，在JNIINativeInterface结构中定义了很多和JNIEnv结构体对应的函数指针，通过这些函数指针的定义，就可以确定到虚拟机的JNI函数表中，从而实现了JNI层在虚拟机中的函数调用，这样的话JNI层就可以调用Java世界的方法了。
5.1：jfieldID和jmethodID:
在JNIEnv结构体中定义了很多的函数，这些函数都会有不同的返回值。例如：GetMethodID函数它返回值为一个jmethodID,GetFieldID函数它返回值为一个jfieldID。除此之外还有很多的返回值。JNI层通过找到函数找到Java层的class对象之后，再获取到class的一些成员变量或者方法，赋值给jfieldID和jmethodID类型的变量，具体是jfieldID代表Java的成员变量和jmethodID代表Java的方法。这样做的原因有：
- 如果每次调用相关的方法时都要查询方法和变量，显得效率低。
- 这些方法和成员变量都是本地引用，为了高效使用。
6.引用类型：
与Java一样，JNI也有引用类型，分别是本地引用，全局引用和弱全局引用。
6.1：本地引用：
JNIEnv函数所返回的引用基本上都是本地引用，本地引用是JNI中最常见的引用类型，它的特点有：
- 当Native函数返回时，这个本地引用就会被自动释放。
- 只有在创建它的线程中才有效，不能跨线程使用。
- 局部引用是JVM负责的引用类型，受JVM管理。
- 我们可以调用DeleteLocalRef函数手动删除本地引用。
6.2：全局引用：
全局引用几乎是与本地引用相反的，它的特点有：
- 在Native函数返回时不会被自动的释放，因此全局引用需要手动的进行释放，并且还不会被GC回收。
- 全局引用是可以跨线程使用的。
- 全局引用是不会受到JVM管理。
- JNIEnv的NewGlobalRef函数用于创建全局引用；JNIEnv的DeleteGlobalRef函数用于释放全局引用。
6.3：弱全局引用：
弱全局引用是一种特殊的全局引用，它和全局引用的特定类似，不同的是弱全局引用是可以被GC回收的，弱全局引用被GC回收之后就会指向NULL。JNIEnv的NewWeakGlobalRef函数用于创建弱全局引用；JNIEnv的DeleteWeakGlobalRef函数用于释放弱全局引用。在使用它之前还要JNIEnv的IsSameObject函数来判断是不是已经被GC回收了。
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