Java中JNI的使用（上）

JNI 全称是 Java Native Interface。是在 Java?和 Native 层（包括但不限于C/C++）相互调用的接口规范。

JNI 在 Java?1.1中正式推出，在 Java?1.2版本中加入了 JNI_OnLoad、JNI_OnUnload 方法，这两个方法还是很有用的，后面再说。

JNI基础篇

Java 通过 JNI 调用本地方法的过程大致是：

1. 写一个 Java 类，在其中声明对应要调用的 native 方法，用?native?关键字修饰。 比如?private static native int native_newInstance();
2. 通过?javah?命令生成 Java?类对应的 C/C++ 头文件。javah -encoding utf-8 -cp src com.young.soundtouch.SoundTouch；
3. 在 C/C++ 中实现头文件中声明的函数；
4. 编译 C/C++ 代码为动态库（Windows中的dll、Linux/Android 中的 so、MAC OSX 中的 dylib）；
5. 在 Java?代码中加载动态库，即可像调用 Java?方法一样，调用到 native 函数。

其中第3步在 Java 1.2 中增加了?JNI_OnLoad?方法之后有另一种实现方式（后面说）。

javah 生成的头文件大致是这样的：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_young_soundtouch_SoundTouch */

#ifndef _Included_com_young_soundtouch_SoundTouch
#define _Included_com_young_soundtouch_SoundTouch
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
#undef com_young_soundtouch_SoundTouch_SETTING_USE_AA_FILTER
#define com_young_soundtouch_SoundTouch_SETTING_USE_AA_FILTER 0L
	/*
	* Class:     com_young_soundtouch_SoundTouch
	* Method:    native_getDefaultSampleElementSize
	* Signature: ()I
	*/
	JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_young_soundtouch_SoundTouch_native_1getDefaultSampleElementSize
		(JNIEnv *, jclass);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

文件开头就是普通的头文件，但是可以发现：

1. 包含了 jni.h 头文件（一般位于 $JAVA_HOME/jd{jdk-version}/include 文目录内）。这是 JNI 中所有的类型、函数、宏等定义的地方。所以C/C++世界的JNI是由他制定的游戏规则。
2. 在类中生命的常量（static final）类型会在头文件中以宏的形式出现，这一点还是很方便的。
3. 函数的注释还是比较全的，包括了：
   • 对应的 class
   • 对应的 Java 方法名
   • 对应?Java?方法的签名
4. 方法的声明显得有点奇怪，由以下及部分组成：
   • JNIEXPORT这是函数的导出方式；
   • jint 返回值类型（jint 由 jni.h 定义，对应 int，下面具体再说吧）；
   • JNICALL 函数的调用方式也就是汇编级别参数的传入方式；
   • Java_com_young_soundtouch_SoundTouch_native_1getDefaultSampleElementSize —— 超级长的函数名！！！格式是 Java_ + 类全名 + _ + JAVA 中声明的native方法名。其中会把包名中的点（.）替换成下划线（_），同时为了避免冲突把下划线替换成_1；
   • 方法的参数，上面的这个方法在 Java 的声明中实际上是没有参数的，其中的 JNIENV 顾名思义是 JNI 环境，和具体的线程绑定。而第二个参数 jclass 其实是 Java 中的 Class。因为上面是一个 static 方法，因此第二个参数是 jclass。如果是一个实例方法则对应第二个参数是 jobject，相当于 Java中的 this。

下面在 C/C++ 中实现这个方法就行啦。但是在动手前现大致了解以下 jni.h 制定的游戏规则。

类型转换

javah 生成的头文件里面使用的类型都是 jni.h 定义的，目的是做到平台无关，比如保证在所有平台上 jint 都是32位的有符号整型。

基本对应关系如下：

引用类型对应关系：

通过表格发现，除了上面定义的?String、Class、Throwable，其他的类（除了数组）都是以?jobject?的形式出现的！事实上 jstring、 jclass 也都是 object 的子类。所以这里还是和 Java 层一样，一切皆 jobject。（当然，如果 jni 在 C 语言中编译的话是没有继承的概念的，此时 jstring、jclass 等其实就是 jobject！用了 typedef 转换而已！！）

接下来是?JNIEnv *?这个指针，它提供了 JNI 中的一系列操作的接口函数。

JNI 中操作 jobject

其实也就是在native层操作 Java 层的实例。 要操作一个实例无疑是：

1. 获取/设置 （即 get/set ）成员变量（field）的值；
2. 调用成员方法（method）。

所以问题来了：（挖掘机技术哪家强？！ o(*≧▽≦)ツ┏━┓ ）

怎么得到 field 和 method？

通过使用?jfieldID 和 jmethodID： 在 JNI 中使用类似于放射的方式来进行 field 和 method 的操作。JNI 中使用j fieldID 和 jmethodID 来表示成员变量和成员方法，获取方式是：

jfieldID GetFieldID(jclass clazz, const char *name, const char *sig);
jfieldID GetStaticFieldID(jclass clazz, const char *name, const char *sig);
jmethodID GetMethodID(jclass clazz, const char *name, const char *sig);
jmethodID GetStaticMethodID(jclass clazz, const char *name, const char *sig) ;

其中最后一个参数是签名。?获取jclass的方法除了实用上面静态方法的第二个参数外，还可以手动获取。?jclass FindClass(const char *name)?需要注意的是name参数，他是一个类包括包名的全称，但是需要把包名中的点.替换成斜杠/。（好吧，事实上我不是太明白为啥要这么做。）

有了 jfieldID 和 jmethodID 就知道狗蛋住哪了，现在去狗蛋家找他玩 ?(^?^*)

1. get:

• <type> Get<type>Field(jobject , jfieldID);?即可获得对应的field，其中field的类型是type，可以是上面类型所叙述的任何一种
• <type> GetStatic<type>Field(jobject , jfieldID);?同1，唯一的区别是用来获取静态成员。

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

标签： linux 代码

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