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JNI学习总结

做过C和Java开发的都知道，如果需要C/C++代码和Java代码交互，比如应用层Java代码调用C的动态库，需要用到JNI。在某些情况下，纯Java开发可能并不是一个最优的选择，比如已经有了相关功能的C库，通过JNI调用C库显然比再用Java重新实现更能降低开发成本，提高开发效率；另外，java的反编译特性决定了用java开发有些关键功能并不是一个安全方案，这时候用C/C++开发关键模块，再通过JNI调用显然更好。 那么JNI是什么呢？ JNI 是Java Native Interface的缩写，即Java本地接口。 它定义了一种虚拟机中的Java代码与用C/C++编写的本地代码交互的方式。支持从动态库中加载代码，虽然有时麻烦，但效率相当高。熟悉JNI相关语法是JNI开发的关键。 乍看起来，JNI主要是通过java来调用c本地方法，其实不仅如此。 通过JNI可以使用本地方法来操作Java，比如：

创建，检查和更新Java对象（包括数组和字符串）。
调用Java方法。
捕捉并抛出异常。
加载类并获取类信息。
执行运行时类型检查。

下面进入JNI正题。

JavaVM和JNIEnv

jni代码示例：

//这是调用native方法java的类路径
static const char * const kClassName = "com/milanac007/jnistudydemo/JavaLayer";
jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved){
    JNIEnv *env = NULL;
    jint result = JNI_FALSE ;

    if(vm->GetEnv((void **)&env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
        logI(TAG, "GetEnv failed.");
        return result;
    }

    jclass myClass = env->FindClass(kClassName);
    if(myClass == NULL){
        logI(TAG, "can't get class %s/n", kClassName);
        jthrowable ex = env->ExceptionOccurred();
        if(ex) {
            env->ExceptionDescribe();
            env->ExceptionClear();
        }
        return result;
    }

    if(env->RegisterNatives(myClass, gMethods, sizeof(gMethods)/ sizeof(gMethods[0])) <0) {
        logI(TAG, "regeister native method failed/n");
        return result;
    }

    logI(TAG, "---JNI_OnLoad---");
    return JNI_VERSION_1_4;
}


extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_milanac007_jnistudydemo_JavaLayer_getNativeInitStr(JNIEnv *env, jobject instance) {
    return env->NewStringUTF("Welcome to JNI.");//根据utf-编码的字符串构造一个新的java.lang.String对象。
}
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以上代码分别为jni的动态注册和静态注册方法，在jni开发中很常见。在参数中有JavaVM 和JNIEnv ，它们是什么呢？用什么用呢？

本质上它们都是指向函数表指针的指针(二级指针)。 JavaVM是指向Invocation API函数表的指针。它允许创建和销毁一个JavaVM。从理论上讲，每个进程可以有多个JavaVM，但Android只允许一个进程有一个。下列代码展示了这个函数表。

typedef const struct JNIInvokeInterface *JavaVM;
 
const struct JNIInvokeInterface ... = {
    NULL,
    NULL,
    NULL,
 
    DestroyJavaVM,
    AttachCurrentThread,
    DetachCurrentThread,
 
    GetEnv,
 
    AttachCurrentThreadAsDaemon
};
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请注意，创建VM函数JNI_CreateJavaVM()并不在JavaVM函数表中，它是可以直接调用的，保证了在没有JavaVM结构的情况下来创建一个JavaVM。 在Android中，所有线程都是Linux线程，由内核调度。它们通常由java代码Thread.start()启动，默认启动后已经连接了Java虚拟机JavaVM，并且可以使用该线程的JNIEnv来进行JNI调用。同时，如果本地代码层创建的线程（调用pthread_create()）也可以创建JavaVM,并使用AttachCurrentThread或AttachCurrentThreadAsDaemon函数连接到JavaVM，并使用GetEnv来获取该线程的JNIEnv来进行JNI调用。在线程被连接到JavaVM之前，它没有JNIEnv，是不能进行JNI调用的。

再来看JNIEnv。

JNIEnv类型是指向存储所有JNI函数指针的函数表的指针。可通过JNIEnv参数以固定的偏移量来访问每个JNI函数。 定义如下：

typedef const struct JNINativeInterface* JNIEnv; 

const struct JNINativeInterface ... = {
    GetVersion,
    
    DefineClass,
    FindClass,
 	...
    Throw,
    ThrowNew,
    ExceptionOccurred,
    ExceptionDescribe,
    ExceptionClear,
    FatalError,
	...
 
    NewGlobalRef,
    DeleteGlobalRef,
    DeleteLocalRef,
    IsSameObject,
    NewLocalRef,
 
    AllocObject,
    NewObject,
 	...
 
    GetMethodID,
    CallObjectMethod,
	...
	};
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JNI函数可通过JNI接口指针使用。 该指针指向一个指针数组，其中每个指针指向一个接口函数。 每个接口函数都在数组内的预定义偏移处。 图2-1展示了接口指针的组织结构。

JNI学习总结

图 2-1 Interface Pointer

本地方法接收JNI接口指针作为参数。当从同一Java线程对本地方法进行多次调用时， JavaVM保证将相同的接口指针传递给本地方法。

实现JNI的VM可以在JNI接口指针所指向的区域中分配和存储线程局部数据，即JNIEnv用于线程本地存储。出于这个原因，不能在线程之间共享一个JNIEnv。如果一段代码没有其他方式来获得它所在线程的JNIEnv，可以通过共享JavaVM，并使用GetEnv来获取该线程的JNIEnv。(前提是该线程已连接到JavaVM。)

JNI Types and Data Structures

下面讨论JNI如何将Java类型映射到本地C类型。

Primitive Types

Table 3-1 描述Java基本类型及其与机器相关的本地代码的等价类型。

Table 3-1 Primitive Types and Native Equivalents

JNI学习总结

其中，Java Type为Java代码层的对象类型，Native Type为Native层接收、操作的java对象的对应类型。

Reference Types

JNI包含一系列的对应于不同种类的Java对象的引用类型。 JNI引用类型按照Figure 3-1.所示的层次结构进行组织。

JNI学习总结

Figure 3-1 Reference Type Hierarchy

可以看到:

jobject : 对应于Java的java.lang.Object

jstring : 对应于Java的java.lang.String

jarray及派生类 : 对应于Java的数组arrays

jclass : 对应于Java的java.lang.Class

在C语言中，所有其他JNI引用类型的定义与jobject的定义都相同。 例如jclass：

typedef jobject jclass; 
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以下摘自jni.h中，C部分定义:

/*
 * Reference types, in C.
 */
typedef void*           jobject;
typedef jobject         jclass;
typedef jobject         jstring;
typedef jobject         jarray;
typedef jarray          jobjectArray;
typedef jarray          jbooleanArray;
typedef jarray          jbyteArray;
typedef jarray          jcharArray;
typedef jarray          jshortArray;
typedef jarray          jintArray;
typedef jarray          jlongArray;
typedef jarray          jfloatArray;
typedef jarray          jdoubleArray;
typedef jobject         jthrowable;
typedef jobject         jweak;
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在C ++中，JNI引入了一组伪类来加强子类型关系。 例如：

class _jobject {}; 
class _jclass : public _jobject {}; 
... 
typedef _jobject *jobject; 
typedef _jclass *jclass; 
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以下摘自jni.h中，C++部分定义:

/*
 * Reference types, in C++
 */
class _jobject {};
class _jclass : public _jobject {};
class _jstring : public _jobject {};
class _jarray : public _jobject {};
class _jobjectArray : public _jarray {};
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 _jthrowable : public _jobject {};
 
typedef _jobject*       jobject;
typedef _jclass*        jclass;
typedef _jstring*       jstring;
typedef _jarray*        jarray;
typedef _jobjectArray*  jobjectArray;
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 _jthrowable*    jthrowable;
typedef _jobject*       jweak;
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Field and Method IDs

方法和字段ID是常规的C指针类型：

struct _jfieldID;                       /* opaque structure */
typedef struct _jfieldID* jfieldID;     /* field IDs */
 
struct _jmethodID;                      /* opaque structure */
typedef struct _jmethodID* jmethodID;   /* method IDs */
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The Value Type

jvalue联合类型被用作参数数组中的元素类型。 声明如下：

typedef union jvalue {
    jboolean    z;
    jbyte       b;
    jchar       c;
    jshort      s;
    jint        i;
    jlong       j;
    jfloat      f;
    jdouble     d;
    jobject     l;
} jvalue;
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JNI注册

当Java代码去执行一个native 方法时，虚拟机是怎么知道该调用 so 中的哪个方法呢？答案就是注册，通过注册，将指定的 native方法和 so 中对应的本地方法进行绑定，建立起函数映射表，从函数映射表中找到相应的本地方法。注册分为 静态注册 和 动态注册 两种。默认的实现方式即静态注册。

JNI静态注册

虚拟机VM加载so时，动态链接器根据名称来进行解析。通过名称对应规则，匹配并链接java中对应的native方法。规则如下： == Java_包名_类名_方法名 ==

  • 以Java开头，每部分用下划线连接
  • 包名也使用下划线隔开
  • 如果名称中本来就包含下划线，将使用下划线加数字替换
  • 对于重载的本地方法，两个下划线（“ __”）后跟参数签名（针对c++，c中没有重载）

静态注册的示例代码

java代码：

package com.milanac007.jnistudydemo;
public class JavaLayer {
   static {
       System.loadLibrary("native-lib");
   }

   public static native String getNativeInitStr();
   public static native int java_add(int a, int b);
   public static native int java_sub(int a, int b);
   }
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对应的cpp代码：

extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_milanac007_jnistudydemo_JavaLayer_getNativeInitStr(JNIEnv *env, jobject instance) {
    return env->NewStringUTF("Welcome to JNI.");//创建一个utf-8编码的java.lang.String对象。
}

extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_milanac007_jnistudydemo_JavaLayer_java_1add(JNIEnv *env, jobject instance, //TOTO: "_" : _1
    jint a, jint b) {
    return a+b;
}

extern "C"
jint Java_com_milanac007_jnistudydemo_JavaLayer_java_1sub(JNIEnv *env, jobject instance, jint a, jint b){
    return a-b;
}
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注： ==extern "C"== 是告诉C++编译器以C Linkage方式编译，按C的规则去翻译相应的函数名而不是C++的，也就是抑制C++的name mangling机制。例如：

void Test(void);

根据重载/namespace等机制，C++编译器可能实际把它改名为vTest_v，

extern "C" void Test(void)

则和C编译器一样为_Test。

此外，当extern不与"C"在一起修饰变量或函数时，如在头文件中: extern int g_Int; 它的作用就是声明 函数或全局变量 ，也就是可以使用在其他模块中定义的函数或变量。

注：由程序自动生成的native代码都带JNIEXPORT 和 JNICALL 两个宏定义，标识了该方法是被java native方法调用的。我们自己写的native代码可以不带这连个宏，添加这两个宏有助于提高VM查找方法的效率。

VM检查与本地库中驻留的方法相匹配的方法名称。 VM首先寻找简称；即没有参数签名的名称。然后，它将查找长名称，即带有参数签名的名称。仅当本地方法被另一个本地方法重载时，程序员才需要使用长名称。无论如何，如果本地方法与java方法具有相同的名称，则这不是问题。非本地方法（Java方法）不驻留在本地库中。

在下面的示例中，不必使用长名称链接本驻留方法g，因为另一个方法g不是本地方法，因此不在本地库中。

class Cls1 { 
 
  int g(int i); 
 
  native int g(double d); 
 
} 
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同时，我们注意到对于java native 方法 java_add，对应的本地方法名称为 Java_com_milanac007_jnistudydemo_JavaLayer_java_1add。可见方法名称中的下划线被转成了"_1"。这是什么规则呢？

由于名称或类型描述符从不以数字开头，因此可以将_0，...，_ 9用于转义序列，如表2-1所示,同时可见，数组类型符号"["用"_3"表示。

JNI学习总结

JNI静态注册的优缺点

优点 : 简单明了

缺点 : 必须遵循注册规则 名字过长 运行时查找效率低

JNI动态注册

原理：通过 RegisterNatives 方法手动完成 native 方法和 so 中本地方法的绑定，这样VM就可以通过这个函数映射表直接找到相应的方法了。

jint RegisterNatives(JNIEnv *env, jclass clazz,const JNINativeMethod *methods, 
jint nMethods);

PARAMETERS:
env: the JNI interface pointer.
clazz: a Java class object.
methods: the native methods in the class.
nMethods: the number of native methods in the class.

RETURNS:
Returns “0” on success; returns a negative value on failure.

THROWS:
NoSuchMethodError: if a specified method cannot be found or if the method is not native.
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用参数clazz指定的类注册本地方法。 methods参数指定一个JNINativeMethod结构数组，其中包含java native方法的名称，签名和函数指针。 JNINativeMethod结构的名称和签名字段是指向UTF-8字符串的指针。 nMethods参数指定数组中本地方法的数量。 JNINativeMethod结构定义如下：

typedef struct { 
    char *name; //java native方法名称
    char *signature; //方法签名
    void *fnPtr;   //对应的本地函数指针
 
} JNINativeMethod; 
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fnPtr的调用如下：

ReturnType (*fnPtr)(JNIEnv *env, jobject objectOrClass, ...);
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Type Signatures

JNI使用Java VM的类型签名表示。 Table 3-2显示了这些类型签名。

Table 3-2 Java VM Type Signatures

JNI学习总结

从上述表格可以总结各种类型的类型签名：

  • 对于基本类型，类型签名就是它们的 首字母大写 ；特殊情况：boolean用Z表示；long用J表示；
  • java的类：使用“L”开头、完整的类全名(“/”代替“.”)、“;”结尾表示；
  • 数组：使用 “[”表示数组，“[”的数量代表数组的维数；其后跟类型；如：“[I”表示int [], “[[F”表示float[][]。
  • 方法：(参数类型)返回值类型

举例，java方法

long f (int n, String s, int[] arr); 
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有以下类型签名：

(ILjava/lang/String;[I)J
复制代码

动态注册的示例代码

java代码如下：

package com.milanac007.jnistudydemo;

public class JavaLayer {
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }
	...
    public static native int java_div(int a, int b);
}
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对应的本地代码：

jint native_div(JNIEnv *env, jobject obj, jint a, jint b) {
    return a/b;
}

static JNINativeMethod gMethods[] = {
        {"java_div", "(II)I", (void *)native_div},
};

//这是调用本地方法的java native方法所在的类路径
static const char * const kClassName = "com/milanac007/jnistudydemo/JavaLayer";
jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved){
    JNIEnv *env = NULL;
    jint result = JNI_FALSE ;

    if(vm->GetEnv((void **)&env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
        logI(TAG, "GetEnv failed.");
        return result;
    }

    jclass myClass = env->FindClass(kClassName);
    if(myClass == NULL){
        logI(TAG, "can't get class %s/n", kClassName);
        jthrowable ex = env->ExceptionOccurred();
        if(ex) {
            env->ExceptionDescribe();
            env->ExceptionClear();
        }
        return result;
    }

    if(env->RegisterNatives(myClass, gMethods, sizeof(gMethods)/ sizeof(gMethods[0])) <0) {
        logI(TAG, "regeister native method failed/n");
        return result;
    }

    logI(TAG, "---JNI_OnLoad---");
    return JNI_VERSION_1_4;
}

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加载本地库时（例如，通过System.loadLibrary），VM会调用JNI_OnLoad。 JNI_OnLoad必须返回本地库所需的JNI版本。

代码中的“JNI_VERSION_1_4”代表为了要使用J2SE 1.4版中引入的JNI函数，除了1.1、1.2版中可用的那些函数外，本地库还必须导出返回JNI_VERSION_1_4的JNI_OnLoad函数。

如果本地库未导出JNI_OnLoad函数，则VM假定该库仅需要JNI版本JNI_VERSION_1_1。 如果VM无法识别JNI_OnLoad返回的版本号，则无法加载本地库。

在代码中学习jni functions

下面的章节，我们将结合代码来学习典型的jni functions。

jni functions的第一个参数都为JNIEnv *, 第二个参数为调用的Java类的实例或 Class 对象，如果是实例方法，则该参数是 jobject，如果是静态方法，则是 jclass。

字符串操作

java代码:

public static native String java_str(String value);
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本地代码:

jstring native_str(JNIEnv *env, jobject obj, jstring value){
    jboolean isCopy = JNI_FALSE;
    jsize len = env->GetStringUTFLength(value);
//    const char * utf =  env->GetStringUTFChars(value, &isCopy);
    char * utf =  (char *)env->GetStringUTFChars(value, &isCopy);
    logI(TAG, "native_str() isCopy: %s", isCopy?"true":"false");
    if(utf == NULL) {
        return NULL;
    }

    if(isCopy == JNI_TRUE) {
        logI(TAG, utf);
        env->ReleaseStringUTFChars(value, utf);//不释放会导致GC不会回收value，导致内存泄露


        logI(TAG, "strcpy(utf, /"12345/")");
        strcpy(utf, "12345");
        logI(TAG, utf);

        jstring demo = env->NewStringUTF("hello world");
        jsize len = env->GetStringUTFLength(demo);
        logI(TAG, "hello world's length: %d", len);
        env->GetStringUTFRegion(demo, 0, len, utf);//注：如果len>utf指向的内存长度，数组越界，导致异常
        logI(TAG, "exec GetStringUTFRegion()");
        logI(TAG, utf);
        env->DeleteLocalRef(demo);

    } else{
        //TODO ：不能操作指针修改字符串的内容，因为JVM中的原始字符串也会被更改，这会打破Java中字符串不可变的原则，导致崩溃。
    }

    return env->NewStringUTF(utf);
}

static JNINativeMethod gMethods[] = {
        {"java_str", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;", (void *)native_str},
};
复制代码

测试代码：

Log.i(TAG, "JavaLayer.java_str(/"abcde abcde/"): " + JavaLayer.java_str("abcde abcde"));
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log:

10-28 16:54:55.436 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/JniLayer: native_str() isCopy: true
10-28 16:54:55.436 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/JniLayer: abcde abcde
10-28 16:54:55.436 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/JniLayer: strcpy(utf, "12345")
10-28 16:54:55.436 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/JniLayer: 12345
10-28 16:54:55.436 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/JniLayer: hello world's length: 11
10-28 16:54:55.436 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/JniLayer: exec GetStringUTFRegion()
10-28 16:54:55.436 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/JniLayer: hello world
10-28 16:54:55.436 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/MainActivity: JavaLayer.java_str("abcde abcde"): hello world
复制代码

:warning:：

  1. GetStringUTFLength：获取utf-8编码的字符串的长度；
  2. GetStringUTFChars ：
const char * GetStringUTFChars(JNIEnv *env, jstring string,
jboolean *isCopy);
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返回一个UTF-8编码的字节数组的指针。该数组在被ReleaseStringUTFChars()释放之前，一直有效。 该指针可能是原始java字符串string的指针，也可能是string拷贝的指针。 如果不关心是否发生了拷贝，则可将isCopy设为NULL或0。 如果isCopy不为NULL，则如果发生了拷贝，则* isCopy被设置为JNI_TRUE； 没发生拷贝，将其被设置为JNI_FALSE，即返回的是java字符串string的原始指针。

  1. ReleaseStringUTFChars:
void ReleaseStringUTFChars(JNIEnv *env, jstring string,
const char *utf);
复制代码

通知VM本地代码不再需要访问字符串string的指针utf。 因为GetStringUTFChars会给java对象string添加一个引用计数，相应的ReleaseStringUTFChars会减少一个引用计数。如果不调用ReleaseStringUTFChars，那么VM不会回收string，造成内存泄漏。

当isCopy为JNI_TRUE时，utf为java字符串string的拷贝的指针。通过对GetStringUTFChars方法的结果强转为char *，我们就可以改变utf指向的地址。 比如先 strcpy(utf, "12345");使字符串"12345"写入utf指的内存。然后调用 GetStringUTFRegion，将新的字符串demo的内容写入utf指向的内存。

  1. GetStringUTFRegion
void GetStringUTFRegion(JNIEnv *env, jstring str, jsize start, jsize len, char *buf);
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将从偏移量start开始的len个Unicode字符转换为UTF-8编码，并将结果放入给定的缓冲区buf中。

==注：如果len>utf指向的内存长度，数组越界，导致异常==

env->GetStringUTFRegion(demo, 0, len, utf);
复制代码

最后，为保险起见，手动将本地代码中的创建的jobject及其子类对象的本地引用删除。

env->DeleteLocalRef(demo);
复制代码
  1. Global and Local References

JNI将本地代码使用的对象引用分为两类：局部引用和全局引用。 局部引用在本地方法调用期间有效，并在本地方法返回后自动释放。 全局引用在显式释放之前一直保持有效。

对象以局部引用的形式传递给本地方法。 JNI函数返回的所有Java对象都是局部引用。 JNI允许程序员从局部引用创建全局引用。 期望Java对象的JNI函数接受全局和局部引用。 本地方法可能会返回VM的局部或全局引用作为其结果。

在大多数情况下，程序员应在本地方法返回后依靠VM回收所有局部引用。 但是，有时程序员应该显式释放局部引用。 例如，考虑以下情况：

本地方法访问一个大的Java对象，并创建该Java对象的局部引用。 然后，本地方法将执行其他计算，然后再返回到调用方。 即使在其余的计算中不再使用该对象，该Java对象的局部引用也防止了GC对该对象进行垃圾回收。

本地方法创建了大量局部引用，尽管并非所有的局部引用都会被使用。 由于VM需要一定的空间来跟踪局部引用，因此创建太多局部引用可能会导致系统内存不足。 例如，本地方法遍历一个大容量的对象数组，检索元素作为局部引用，并在每次迭代时对一个元素进行操作。 每次迭代后，程序员不再需要这个数组元素的局部引用。 JNI允许程序员在本地方法中的任何时候手动删除局部引用。 为了确保程序员可以手动释放局部引用，不允许JNI函数创建额外的局部引用，除非它们会作为结果返回引用。

局部引用仅在创建它们的线程中有效。 本地代码不得将局部引用从一个线程传递到另一个线程。

Java VM为从Java到本地方法的每次控制转换创建一个注册表。 注册表将不可删除的局部引用映射到Java对象，并防止垃圾回收该对象。 传递给本地方法的所有Java对象（包括那些作为JNI函数调用结果返回的Java对象）都将自动添加到注册表中。 本地方法返回后，注册表将被删除，注册表中的所有子项都允许被GC垃圾回收。

有多种实现注册表的方法，例如使用表，链表或哈希表。 尽管可以使用引用计数来避免注册表中出现重复项，但是JNI没有义务检测并删除重复项。

请注意，不能通过保守地扫描本地堆栈来实现局部引用。 本地代码可以将局部引用存储到全局或堆数据结构中。

关于本地引用LocalRef、全局引用GlobalRef的相关介绍可以参考 JNI Functions 本文就不介绍了。

基本类型数组操作

int数组

java代码:

public static native void java_addOne(int[] values);//每个数组元素加一
复制代码

本地代码:

void native_addOne(JNIEnv *env, jobject obj, jintArray values){
    jboolean isCopy = JNI_FALSE;
    jint * pointer = env->GetIntArrayElements(values, &isCopy);
    logI(TAG, "native_addOne() isCopy: %s", isCopy?"true":"false");

    jsize size = env->GetArrayLength(values);
    for(int i=0; i<size; i++){
        pointer[i] += 1;
    }
    env->ReleaseIntArrayElements(values, pointer, 0);
//    env->ReleaseIntArrayElements(values, pointer, JNI_COMMIT);
//    env->ReleaseIntArrayElements(values, pointer, JNI_ABORT);
}

static JNINativeMethod gMethods[] = {
        {"java_addOne", "([I)V", (void *)native_addOne},
};
复制代码

测试代码：

int[] origArray = {1, 2, 3, 4, 5};
        Log.i(TAG, "java_addOne执行前: " + Arrays.toString(origArray));
        JavaLayer.java_addOne(origArray);
        Log.i(TAG, "java_addOne执行后: " + Arrays.toString(origArray));
复制代码

log:

0-28 16:54:55.435 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/MainActivity: java_addOne执行前: [1, 2, 3, 4, 5]
10-28 16:54:55.435 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/JniLayer: native_addOne() isCopy: true
10-28 16:54:55.435 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/MainActivity: java_addOne执行后: [2, 3, 4, 5, 6]
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:warning:： 这个本地方法的作用是将给定的int数组的每个元素加1。

  1. GetArrayLength：返回给定的java数组中元素的个数。
jsize GetArrayLength(JNIEnv *env, jarray array);
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  1. GetArrayElements Routines：
NativeType *Get<PrimitiveType>ArrayElements(JNIEnv *env,
ArrayType array, jboolean *isCopy);
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执行成功返回基本类型数组的指针，失败返回NULL。 该结果在调用相应的Release ArrayElements()函数之前一直有效。 由于返回的数组可能是原Java数组的拷贝，因此在调用Release ArrayElements()之前，对返回的数组所做的更改不一定会反映在原Java数组中。

如果不关心是否发生了拷贝，则可将isCopy设为NULL或0。 如果isCopy不为NULL，则如果发生了拷贝，则* isCopy被设置为JNI_TRUE； 没发生拷贝，将其被设置为JNI_FALSE，即返回的是java数组array的原始指针。

NativeType代表返回值类型，具体的基本类型函数、参数array的类型ArrayType、返回值类型NativeType对应如下表：

JNI学习总结

不管Java VM中如何表示布尔数组，GetBooleanArrayElements()始终返回指向jboolean的指针，每个字节表示一个元素 (注： typedef uint8_t jboolean; /* unsigned 8 bits */) 。 其他类型的所有数组都保证在内存中是连续的。

  1. ReleaseArrayElements Routines 与GetArrayElements 相对应的是ReleaseArrayElements 。
void Release<PrimitiveType>ArrayElements(JNIEnv *env,
ArrayType array, NativeType *elems, jint mode);
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当本地代码不再需要访问使用相应的Get ArrayElements()函数获取的数组指针elems时，通知VM回收资源。 如有必要，此函数将对elems指向的数组所做的所有更改复制回原数组。

mode参数表明应如何释放数组缓冲区。 如果elems指向的数组不是数组array中的拷贝，则mode无效。 否则，mode会产生以下影响，如下表所示：

JNI学习总结

mode=0，表示将对副本数组的更改拷贝会原数组，并释放副本buffer。所以这里对数组元素加1后，原数组的每个元素也都加一了。 感兴趣的话可以试试另外两个参数。它们可以更好地控制内存管理，但使用应格外小心。

byte数组

java代码:

public static native byte[] java_byteArray(byte[] src);
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本地代码:

jbyteArray native_byteArray(JNIEnv *env, jobject obj, jbyteArray src) {
    jboolean isCopy = JNI_FALSE;
    jbyte * pointer = env->GetByteArrayElements(src, &isCopy);
//    typedef int8_t   jbyte;    /* signed 8 bits , defined from jni.h */
//    typedef __int8_t      int8_t;/*defined from stdint.h */
//    typedef signed char __int8_t;
//    故： jbyte * <==> signed char *
    jsize len = env->GetArrayLength(src);
    logI(TAG, "native_byteArray() isCopy: %s", isCopy?"true":"false");
    if(pointer == NULL) {
        return NULL;
    }
    jbyteArray dst = env->NewByteArray(10);
    env->SetByteArrayRegion(dst, 0, len>10?10:len, pointer);
    env->ReleaseByteArrayElements(src, pointer, 0);
    return dst;
}

static JNINativeMethod gMethods[] = {
        {"java_byteArray", "([B)[B", (void *)native_byteArray},
};
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测试代码：

String hex = "0a0b0c";
byte[] src = JavaLayer.toByteArray(hex);
Log.i(TAG, "java_byteArray执行前: " + Arrays.toString(src));
byte[] dst = JavaLayer.java_byteArray(src);
Log.i(TAG, "java_byteArray执行后: " + Arrays.toString(dst));

Log.i(TAG, "=========================================");
hex = "000102030405060708090a0b0c0d0e10";
src = JavaLayer.toByteArray(hex);
Log.i(TAG, "java_byteArray执行前: " + Arrays.toString(src));
dst = JavaLayer.java_byteArray(src);
Log.i(TAG, "java_byteArray执行后: " + Arrays.toString(dst));
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log:

10-28 16:54:55.436 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/MainActivity: java_byteArray执行前: [10, 11, 12]
10-28 16:54:55.436 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/JniLayer: native_byteArray() isCopy: true
10-28 16:54:55.436 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/MainActivity: java_byteArray执行后: [10, 11, 12, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
10-28 16:54:55.436 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/MainActivity: =========================================
10-28 16:54:55.436 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/MainActivity: java_byteArray执行前: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 16]
10-28 16:54:55.436 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/JniLayer: native_byteArray() isCopy: true
10-28 16:54:55.436 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/MainActivity: java_byteArray执行后: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
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:warning:：

  1. jbyte 与signed char * 是可以直接转化的。原因如下： typedef int8_t jbyte; / signed 8 bits , defined from jni.h */ typedef __int8_t int8_t;/*defined from stdint.h */ typedef signed char __int8_t;
  2. NewByteArray: 原型：
ArrayType New<PrimitiveType>Array(JNIEnv *env, jsize length);
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构建并返回指定长度、指定基本类型的java数组对象，失败返回NULL。 具体的函数分类可参见下表：

JNI学习总结

3. SetByteArrayRegion： 函数原型：

void Set<PrimitiveType>ArrayRegion(JNIEnv *env, ArrayType array,
jsize start, jsize len, const NativeType *buf);
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将缓冲区buf的内容复制基本数组array。 array: a Java array. start: the starting index. len: the number of elements to be copied. buf: the source buffer.

具体的函数分类可参见下表：

JNI学习总结

与之相对应的是

void Get<PrimitiveType>ArrayRegion(JNIEnv *env, ArrayType array,
jsize start, jsize len, NativeType *buf);
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将基本数组array的一个区域(起始坐标start、长度len)复制到缓冲区buf。 具体的函数分类可参见下表：

JNI学习总结

primitiveArrayCritical

java代码:

public static native void java_primitiveArrayCritical(int[] src);
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本地代码:

void native_primitiveArrayCritical(JNIEnv *env, jobject obj, jintArray src) {
    jboolean isCopy = JNI_FALSE;
    int *pointer = (int *)env->GetPrimitiveArrayCritical(src, &isCopy);
    logI(TAG, "GetPrimitiveArrayCritical(), isCopy=%s", isCopy?"true":"false");
    jsize len = env->GetArrayLength(src);
    for(int i=0;i<len; i++){
        pointer[i] += 1;
    }
//    env->ReleasePrimitiveArrayCritical(src, pointer, 0);
 //   env->ReleasePrimitiveArrayCritical(src, pointer, JNI_COMMIT);
    env->ReleasePrimitiveArrayCritical(src, pointer, JNI_ABORT);
}

static JNINativeMethod gMethods[] = {
        {"java_primitiveArrayCritical", "([I)V", (void *)native_primitiveArrayCritical},
};
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测试代码：

int[] srcArray = {1, 2, 3, 4, 5};
        Log.i(TAG, "java_primitiveArrayCritical执行前，srcArray= " + Arrays.toString(srcArray));
        JavaLayer.java_primitiveArrayCritical(srcArray);
        Log.i(TAG, "java_primitiveArrayCritical执行后，srcArray= " + Arrays.toString(srcArray));
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log:

10-28 16:54:55.437 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/MainActivity: java_primitiveArrayCritical执行前，srcArray= [1, 2, 3, 4, 5]
10-28 16:54:55.437 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/JniLayer: GetPrimitiveArrayCritical(), isCpoy=false
10-28 16:54:55.437 28935-28935/com.milanac007.jnistudydemo I/MainActivity: java_primitiveArrayCritical执行后，srcArray= [2, 3, 4, 5, 6]
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:warning:：

  1. GetPrimitiveArrayCritical和ReleasePrimitiveArrayCritical
void * GetPrimitiveArrayCritical(JNIEnv *env, jarray array, jboolean *isCopy);
void ReleasePrimitiveArrayCritical(JNIEnv *env, jarray array, void *carray, jint mode);
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GetPrimitiveArrayCritical: 如果可能，VM返回指向基元数组的指针；否则返回的是拷贝。当本地代码持有通过GetPrimitiveArrayCritical获得的原数组的指针时，VM可暂时禁用垃圾收集。 该函数为我们提供了获取并操作原数组的方式，但需要注意的是：调用GetPrimitiveArrayCritical之后，本地代码在调用ReleasePrimitiveArrayCritical之前不应运行很长时间。在这个关键区域内，本地代码不得调用其他JNI函数或任何可能导致当前线程阻塞并等待另一个Java线程的系统调用。（例如，当前线程不得在被另一个Java线程正在写入的流上调用read。）

从log中看到 ：isCpoy=false，即代表没有拷贝发生，从而获取的就是原数组的指针。前面提到，ReleaseXXX方法的mode参数在isCopy为true时才有效，所以这里的ReleasePrimitiveArrayCritical的mode为三值(0,JNI_COMMIT,JNI_ABORT)中的任意一个，都不会影响最终结果。

访问对象的域和方法

Java和本地代码之间可以互相拷贝基本类型变量，例如整型，字符型等。 另一方面，Java对象通过引用传递。 VM必须追踪已传递给本地代码的所有java对象，以使垃圾回收器不会回收这些对象。 反过来，本地代码不再需要java对象时，必须有方法来通知VM。 另外，垃圾收集器必须能够移除被本地代码引用的对象。

JNI允许本地代码访问Java对象的字段并调用它的方法。 JNI通过它们的符号名和类型签名来标识方法和字段。从名称和签名中确定字段或方法分为两步。首先获取方法或字段ID，然后使用方法或字段ID来调用相应的方法或字段。字段ID或方法ID不会阻止VM将获取ID的类卸载。卸载类后，方法ID或字段ID就失效了。

获取jclass

获取jclass，以下三个方法较常用：

FindClass

jclass FindClass(JNIEnv *env, const char *name);
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name参数是完全限定的类名或数组的类型签名。 根据类型签名返回一个类型为jclass的java类对象，没找到则返回NULL。

GetSuperclass

jclass GetSuperclass(JNIEnv *env, jclass clazz);
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如果clazz表示除Object类之外的任何类，则此函数返回表示clazz指定的类的超类。 如果clazz表示Object类，或者clazz表示接口，则此函数返回NULL。

GetObjectClass

jclass GetObjectClass(JNIEnv *env, jobject obj);
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根据传入的非NULL的java对象，输出一个该对象的类型为jclass的类对象。

创建一个jobject

创建一个jobject主要有以下两个方法：

AllocObject

jobject AllocObject(JNIEnv *env, jclass clazz);
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不显式调用构造函数、创建一个java对象，返回该对象的引用。clazz不能是数组类型的引用。

NewObject

jobject NewObject(JNIEnv *env, jclass clazz,
jmethodID methodID, ...);
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根据指定构造方法的methodID及参数，调用该构造方法，构造一个Java对象。这个ID必须通过调用GetMethodID()(使用作为方法名参数、void(V)作为返回值类型参数)）来获取。 clazz不能是数组类型的引用。

字段ID和方法ID

GetFieldID

jfieldID GetFieldID(JNIEnv *env, jclass clazz,
const char *name, const char *sig);
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返回类的实例（非静态）字段的ID。 该字段由其名称和签名指定。Get Field和Set Field系列的访问器函数使用字段ID检索对象字段。调用该方法会导致一个未初始化的类被初始化。 参数中，clazz是通过前面的 获取jclass 小节获取的。 name和sig:UTF-8编码的字符串，分别为字段名和前面类型。 成功获取字段ID,失败返回NULL。

GetField Routines

NativeType Get<type>Field(JNIEnv *env, jobject obj,
jfieldID fieldID);
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返回一个java类的实例的指定字段的值。该字段是由调用GetField()获取的。具体的类型参考下表：

JNI学习总结

SetField Routines

void Set<type>Field(JNIEnv *env, jobject obj, jfieldID fieldID,
NativeType value);
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设置java类的实例obj的指定ID的字段值。具体的类型参考下表：

JNI学习总结

GetMethodID

jmethodID GetMethodID(JNIEnv *env, jclass clazz,
const char *name, const char *sig);
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返回类或接口的实例（非静态）方法的方法ID。 该方法可以在clazz的超类之一中定义，并由clazz继承。 该方法由其名称和签名确定。 调用该方法会导致一个未初始化的类被初始化。 参数中，clazz是通过前面的 获取jclass 小节获取的。 name和sig:UTF-8编码的字符串，分别为字段名和前面类型。 成功获取方法ID,失败返回NULL。

为了得到构造函数的方法ID，需要使用作为方法名、void(V)作为返回类型。

CallMethod Routines

NativeType Call<type>Method(JNIEnv *env, jobject obj,
jmethodID methodID, ...);
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调用Java实例方法。 methodID参数必须通过调用GetMethodID()获得。 具体类型参考下表：

CallMethod Routine Name Native Type
CallVoidMethod() void
CallObjectMethod() jobject
CallBooleanMethod() jboolean
CallByteMethod() jbyte
CallCharMethod() jchar
CallShortMethod() jshort
CallIntMethod() jint
CallLongMethod() jlong
CallFloatMethod() jfloat
CallDoubleMethod() jdouble

下面通过demo实践一下。

java代码:

public static native Student java_newjobject();
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返回自定义类型Student,它继承自Person,Person有name和sex两个字段，和构造函数、设置sex方法及toString方法。Student还有id字段，同时覆写了toString方法。它们的代码如下：

public class Person {
    enum SexType{
        male,
        female,
        unkown
    }
    protected String name;
    protected SexType sex;

    Person(){
    }

    Person(String name, int sex){
        this.name = name;
        setSex(sex);
    }

    public void setSex(int sex){
        if(sex == 0){
            this.sex = SexType.male;
        }else if(sex == 1){
            this.sex = SexType.female;
        }else {
            this.sex = SexType.unkown;
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{"+
                "name=" + name
                +",sex=" + sex.name()
                +"}";
    }
}
复制代码
public class Student extends Person{
    private int id;
    Student(int id, String name, int sex){
        super(name, sex);
        this.id = id;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{"+
                "id=" + id
                +",name=" + name
                +",sex=" + sex.name()
                +"}";
    }
}
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本地方法的作用是创建一个新的Student对象并返回。

本地代码:

jobject native_newjobject(JNIEnv *env, jobject obj){
    jclass cls = env->FindClass("com/milanac007/jnistudydemo/Student");
	if(env->ExceptionOccurred()){
        env->ExceptionDescribe();
        env->ExceptionClear();
    }
    if(cls == NULL){
        return NULL;
    }
    
    //创建方式一
    jobject student = env->AllocObject(cls);
    jfieldID idID = env->GetFieldID(cls, "id", "I");
    env->SetIntField(student, idID, 1);
    jobject name = env->NewStringUTF("李雷");
    jfieldID nameID = env->GetFieldID(cls, "name", "Ljava/lang/String;");
    env->SetObjectField(student, nameID, name);

    jmethodID sexID = env->GetMethodID(cls, "setSex", "(I)V");
    if(sexID != NULL) {
        env->CallVoidMethod(student, sexID, 0);
        if(env->ExceptionOccurred()){
            env->ExceptionDescribe();
            env->ExceptionClear();
        }
    }

    //创建方式二
//    jmethodID constructID = env->GetMethodID(cls, "<init>", "(ILjava/lang/String;I)V");
//    if(env->ExceptionOccurred()){
//        env->ExceptionDescribe();
//        env->ExceptionClear();
//        return NULL;
//    }
//    jstring name = env->NewStringUTF("韩美美");
//    jobject student = env->NewObject(cls, constructID, 2, name, 1);

    env->DeleteLocalRef(name);

    jmethodID toStringID = env->GetMethodID(cls, "toString", "()Ljava/lang/String;");
    jstring toStr = (jstring)env->CallObjectMethod(student, toStringID);
    if(env->ExceptionOccurred()){
        env->ExceptionDescribe();
        env->ExceptionClear();
        env->DeleteLocalRef(toStr);
    } else{
        const char *p = env->GetStringUTFChars(toStr, NULL);
         logI(TAG, p);
        env->ReleaseStringUTFChars(toStr, p);
        env->DeleteLocalRef(toStr);
    }

    return student;
}

static JNINativeMethod gMethods[] = {
        {"java_newjobject", "()Lcom/milanac007/jnistudydemo/Student;", (void *)native_newjobject},
};
复制代码

测试代码：

Student stu = JavaLayer.java_newjobject();
Log.i(TAG, "java_newjobject执行后: stu= " + stu);
复制代码

log:

10-29 18:36:22.005 4115-4115/? I/JniLayer: Student{id=1,name=李雷,sex=male}
10-29 18:36:22.005 4115-4115/? I/MainActivity: java_newjobject执行后: stu= Student{id=1,name=李雷,sex=male}
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:warning:：

  1. 这里本地方法分别使用两种方式创建Student对象并赋值。方式一使用AllocObject创建java类的实例，再调用SetObjectField给字段赋值，并使用CallVoidMethod调用类方法。方式二是直接使用NewObject调用特定的构造方法创建实例并赋值。
  2. 在本地方法的实现内创建的jobject及其子类，最后使用完后主动调用DeleteLocalRef以通知VM回收。
  3. 在本地代码中调用java类的实例方法依然会抛异常。如果本地不做处理，同时java层也不处理，会导致java层崩溃。所以好的习惯是在本地代码调用java方法的地方处理异常。
if(env->ExceptionOccurred()){//如果有异常发生
   		env->ExceptionDescribe();//打印异常
        env->ExceptionClear();//清除异常
        env->DeleteLocalRef(toStr);
 }else{
 	//TODO 正常处理流程
}
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操作对象数组

java代码:

public static native Student[] java_newjobjectArray();
复制代码

本地代码:

jobjectArray native_newjobjectArray(JNIEnv *env, jobject obj) {
    jclass cls = env->FindClass("com/milanac007/jnistudydemo/Student");
    if(env->ExceptionOccurred()){
        env->ExceptionDescribe();
        env->ExceptionClear();
    }
    if(cls == NULL){
        return NULL;
    }

    jmethodID initID = env->GetMethodID(cls, "<init>", "(ILjava/lang/String;I)V");

    jstring default_name = env->NewStringUTF("未知");
    jobject stu = env->NewObject(cls, initID, -1, default_name, -1);
    jobjectArray stuList = env->NewObjectArray(5, cls, stu);


    jstring name1 = env->NewStringUTF("李明");
    jobject stu1 = env->NewObject(cls, initID, 1, name1, 0);
    jstring name2 = env->NewStringUTF("王小虎");
    jobject stu2 = env->NewObject(cls, initID, 2, name2, 0);
    jstring name3 = env->NewStringUTF("王娇");
    jobject stu3 = env->NewObject(cls, initID, 3, name3, 1);

    env->SetObjectArrayElement(stuList, 0, stu1);
    env->SetObjectArrayElement(stuList, 1, stu2);
    env->SetObjectArrayElement(stuList, 2, stu3);

    return stuList;
}

static JNINativeMethod gMethods[] = {
        {"java_newjobjectArray", "()[Lcom/milanac007/jnistudydemo/Student;", (void *)native_newjobjectArray},
};
复制代码

测试代码：

Student[] students = JavaLayer.java_newjobjectArray();
        Log.i(TAG, "java_newjobjectArray执行后: students= " + Arrays.toString(students));
复制代码

log:

10-30 18:20:35.996 18182-18182/com.milanac007.jnistudydemo I/MainActivity: java_newjobjectArray执行后: students= [Student{id=1,name=李明,sex=male}, Student{id=2,name=王小虎,sex=male}, Student{id=3,name=王娇,sex=female}, Student{id=-1,name=未知,sex=unkown}, Student{id=-1,name=未知,sex=unkown}]
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:warning:： 这个例子的本地代码首先创建了一个size=5的java对象数组，并用NewObject创建的默认对象填充数组；然后调用SetObjectArrayElement()修改指定index的数组成员对象。

NewObjectArray

jobjectArray NewObjectArray(JNIEnv *env, jsize length,
jclass elementClass, jobject initialElement);
复制代码

构造一个新数组，其中包含类elementClass中的对象。 所有元素都初始化为initialElement。

SetObjectArrayElement

void SetObjectArrayElement(JNIEnv *env, jobjectArray array,
jsize index, jobject value);
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将java对象value设置为对象数组array中索引为index上的元素；

与之相对应的为 GetObjectArrayElement 

jobject GetObjectArrayElement(JNIEnv *env,
jobjectArray array, jsize index);
复制代码

返回java对象数组array中索引为index的元素；

静态成员操作

java代码:

public static native void java_accessStaticMember();

//这里为Student类添加一个静态变量和一个静态方法：
public class Student extends Person{
	...
    private static int code = 0xff;
    protected static String getVersion(){
       return "1.0.0.1";
    }
}
复制代码

本地代码:

void native_accessStaticMember(JNIEnv *env, jobject obj){
    jclass cls = env->FindClass("com/milanac007/jnistudydemo/Student");
    if(env->ExceptionOccurred()){
        env->ExceptionDescribe();
        env->ExceptionClear();
    }
    if(cls == NULL){
        return ;
    }

    jfieldID codeID = env->GetStaticFieldID(cls, "code", "I");
    if(env->ExceptionOccurred()){
        env->ExceptionDescribe();
        env->ExceptionClear();
    } else if(codeID != NULL){
        int code = env->GetStaticIntField(cls, codeID);
        logI(TAG, "code: 0x%02x", code);
        env->SetStaticIntField(cls, codeID, 0x0a);
        logI(TAG, "SetStaticIntField() code=0x0a");
        code = env->GetStaticIntField(cls, codeID);
        logI(TAG, "code: 0x%02x", code);
    }

    jmethodID versionID = env->GetStaticMethodID(cls, "getVersion", "()Ljava/lang/String;");
    if(env->ExceptionOccurred()) {
        env->ExceptionDescribe();
        env->ExceptionClear();
    } else if(versionID != NULL) {
        jstring versionStr = (jstring)env->CallStaticObjectMethod(cls, versionID);
        const char * version = env->GetStringUTFChars(versionStr, NULL);
        logI(TAG, "version :%s", version);
    }
}

static JNINativeMethod gMethods[] = {
        {"java_accessStaticMember", "()V", (void *)native_accessStaticMember},
};
复制代码

测试代码：

JavaLayer.java_accessStaticMember();
        try {
            Class<?> Student = Class.forName("com.milanac007.jnistudydemo.Student");
            Field codeField = Student.getDeclaredField("code");
            codeField.setAccessible(true);
            int code = codeField.getInt(null);

            Method versionMethod = Student.getDeclaredMethod("getVersion");
            String version = (String)versionMethod.invoke(null);
            Log.i(TAG,  String.format("java_accessStaticMember执行后: Student.code= 0x%02x, version=%s", code,version));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
复制代码

log:

10-30 18:20:35.996 18182-18182/com.milanac007.jnistudydemo I/JniLayer: code: 0xff
10-30 18:20:35.996 18182-18182/com.milanac007.jnistudydemo I/JniLayer: SetStaticIntField() code=0x0a
10-30 18:20:35.996 18182-18182/com.milanac007.jnistudydemo I/JniLayer: code: 0x0a
10-30 18:20:35.996 18182-18182/com.milanac007.jnistudydemo I/JniLayer: version :1.0.0.1
10-30 18:20:35.997 18182-18182/com.milanac007.jnistudydemo I/MainActivity: java_accessStaticMember执行后: Student.code= 0x0a, version=1.0.0.1
复制代码

:warning:： 访问类的静态成员与访问类的实例成员相似：

GetStaticFieldID

jfieldID GetStaticFieldID(JNIEnv *env, jclass clazz,
const char *name, const char *sig);
复制代码

返回java类clazz的指定name和类型签名的字段的字段ID；

GetStaticField

NativeType GetStatic<type>Field(JNIEnv *env, jclass clazz,
jfieldID fieldID);
复制代码

获取指定静态字段ID的静态字段值；具体的类型参考如下：

JNI学习总结

SetStaticField

void SetStatic<type>Field(JNIEnv *env, jclass clazz,
jfieldID fieldID, NativeType value);
复制代码

设置java对象的静态字段ID为fieldID的静态字段的值为value； 具体的类型参考如下：

JNI学习总结

GetStaticMethodID

jmethodID GetStaticMethodID(JNIEnv *env, jclass clazz,
const char *name, const char *sig);
复制代码

返回java类clazz的静态方法的ID；失败返回NULL；

CallStaticMethod

NativeType CallStatic<type>Method(JNIEnv *env, jclass clazz,
jmethodID methodID, ...);
复制代码

执行java类clazz的静态方法ID为methodID的静态方法； 具体类型如下：

CallStaticMethod Routine Name Native Type
CallStaticVoidMethod() void
CallStaticObjectMethod()
CallStaticBooleanMethod() jboolean
CallStaticByteMethod() jbyte
CallStaticCharMethod() jchar
CallStaticShortMethod() jshort
CallStaticIntMethod() jint
CallStaticLongMethod() jlong
CallStaticFloatMethod() jfloat
CallStaticDoubleMethod() jdouble

CallNonvirtualMethod

CallNonvirtualMethod系列方法主要提供了访问指定类的超类的同名方法。

java代码:

public static native void java_CallNonvirtualMethod(Student instance);
复制代码

本地代码:

void native_CallNonvirtualMethod(JNIEnv *env, jobject obj, jobject instance){
    jclass cls = env->GetObjectClass(instance);
    jmethodID toStringID1 = env->GetMethodID(cls, "toString", "()Ljava/lang/String;");
    if(env->ExceptionOccurred()){
        env->ExceptionDescribe();
        env->ExceptionClear();
        return;
    }

    jstring str1 = (jstring)env->CallObjectMethod(instance, toStringID1);
    const char *p1 =  env->GetStringUTFChars(str1, NULL);
    logI(TAG, "child toString(): %s", p1);

    jclass supperCls = env->GetSuperclass(cls);
    jmethodID toStringID2 = env->GetMethodID(supperCls, "toString", "()Ljava/lang/String;");
    if(env->ExceptionOccurred()){
        env->ExceptionDescribe();
        env->ExceptionClear();
        return;
    }
    jstring str2 = (jstring)env->CallNonvirtualObjectMethod(instance, supperCls, toStringID2);

    const char *p2 =  env->GetStringUTFChars(str2, NULL);
    logI(TAG, "supper toString(): %s", p2);

    // 删除局部引用（jobject或jobject的子类才属于引用变量），允许VM释放被局部变量所引用的资源
    env->DeleteLocalRef(cls);
    env->ReleaseStringUTFChars(str1, p1);
    env->DeleteLocalRef(str1);

    env->DeleteLocalRef(supperCls);
    env->ReleaseStringUTFChars(str2, p2);
    env->DeleteLocalRef(str2);
}
复制代码

测试代码：

JavaLayer.java_CallNonvirtualMethod(stu);
复制代码

log:

10-30 18:20:35.997 18182-18182/com.milanac007.jnistudydemo I/JniLayer: child toString(): Student{id=1,name=李雷,sex=male}
10-30 18:20:35.997 18182-18182/com.milanac007.jnistudydemo I/JniLayer: supper toString(): Person{name=李雷,sex=male}
复制代码

:warning:： 这个例子中，分别调用子类Student、父类Person的toString()。首先通过GetObjectClass()获取类对象。通过GetSuperclass()获取指定类的父类。

CallNonvirtualMethod

NativeType CallNonvirtual<type>Method(JNIEnv *env, jobject obj,jclass clazz, jmethodID methodID, ...);
复制代码

CallNonvirtual Method 簇类和Call Method簇类是不同的。 Call Method根据对象的类来调用方法，而CallNonvirtual Method根据由clazz参数指定的类来调用方法，并从中获取方法ID。 方法ID必须从对象的真实类或其超类之一获得。 当想调用基类的某个方法时，只需要先通过GetSuperclass()获取基类，然后再获取基类的某个方法的ID，传入CallNonvirtualMethod即可。

具体的类型参考如下：

CallNonvirtualMethod Routine Name Native Type
CallNonvirtualVoidMethod() void
CallNonvirtualObjectMethod() jobject
CallNonvirtualBooleanMethod() jboolean
CallNonvirtualByteMethod() jbyte
CallNonvirtualCharMethod() jchar
CallNonvirtualShortMethod() jshort
CallNonvirtualIntMethod() jint
CallNonvirtualLongMethod() jlong
CallNonvirtualFloatMethod() jfloat
CallNonvirtualDoubleMethod() jdouble

以上就是本文的全部内容，起一个抛砖引玉的作用。更详细的JNI函数介绍请参考： JNI Functions 本文实例的全部代码已上传自github： JNIStudyDemo

不足之处望指正。

原文  https://juejin.im/post/5dbaaa106fb9a02058480062
正文到此结束
所属分类： 编程技术 Java

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