JNI字符串操做

在Java中，建立一个String对象的方式很是简单，并且可使用String类的各类方法很方便的操做字符串。然而在JNI中，虽然jstring类表示Java的String类，可是jstring并无提供任何函数来操做字符串。

编码格式

对于一个字符串常量，例如"abc"，在Java中是用一个String对象表示，而且表明UTF-16编码格式的字符串(也就是双字节编码)。而在JNI中，是用一个char类型指针来表示，编码格式却为modified UTF-8。

那么什么是modified UTF-8编码格式呢？其实它与UTF-8格式很是像，可是有点小小的差异

• 空字符(值为0)，在UTF-8中是用一个字节表示，然而在modified UTF-8中，是用两个字节表示。
• 对于一个字节，两个字节，三个字节能够表示的字符，这两种编码是同样的
• 对于须要用四个字节表示的字符，modified。 UTF-8使用的是两个三字节来实现的。

若是想了解UTF-8和modified UTF-8编码格式，能够参考文末连接。

JNI中对字符串的操做的函数，都有针对这两个格式的版本。下面我对两种编码格式的字符串操做的函数作一个归纳性的讲解。

UTF-16字符串函数

NewString

jstring NewString(JNIEnv *env, const jchar *unicodeChars, jsize len);
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参数

• jchar *unicodeChars: 指向Unicode编码字符串的指针。
• jsize len: 字符串的长度。

NewString使用Unicode编码的字符数组建立一个Java的String对象。

使用NewString的关键就是必须使用Unicode编码的字符串，而这里的Unicode编码通常都是指UTF-16编码。可是如何获取这个UTF-16编码的字符串呢，这个超出本文讨论的范畴，可是在Android开发中，有一个String16的类，经过构造函数就能够把一个字符串常量转化为UTF-16编码的字符串。

GetStringLength

jsize GetStringLength(JNIEnv *env, jstring string);
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参数

• jstring string: Java的String对象。

GetStringLength函数返回的字符串长度与Java的String返回的字符串的长度的是同样的，例如String s = "中国";，这个Java字符串长度为2，又例如String s = "China";，这个字符串长度为5。

GetStringChars

const jchar * GetStringChars(JNIEnv *env, jstring string, jboolean *isCopy);
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参数

• jstring string: Java的String对象
• jboolean * isCopy: 若是isCopy不为NULL，而且函数生成的是字符串的拷贝，那么*isCopy的值为JNI_TRUE，若是没有生成拷贝，那么*isCopy值为JNI_FALSE

GetStringChars返回一个指向Unicode编码的字符数组的指针(指针可能为NULL)。这个指针可能指向原字符串的数组，也可能指向拷贝的字符数组，取决与虚拟机的实现。若是是生成拷贝，就须要释放本地字符串，须要使用ReleaseStringChars。

ReleaseStringChars

void ReleaseStringChars(JNIEnv *env, jstring string, const jchar *chars);
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参数

• jstring string: Java的String对象
• jchar *chars: 指向由GetStringChars返回的Unicode编码的字符数组

ReleaseStringChars函数并非本身去释放本地字符串(若是发生拷贝)，而是通知虚拟机本地代码再也不访问jchar *chars，而后虚拟机本身决定如何处理。

GetStringRegion

void GetStringRegion(JNIEnv *env, jstring str, jsize start, jsize len, jchar *buf);
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参数

• jstring str: Java的String对象
• jsize start: 拷贝的开始位置
• jsize len: 拷贝的长度
• jchar *buf: 拷贝的目标缓冲区

GetStringRegion函数从start开始，拷贝len长度的Unicode字符到buf中。

GetStringCritical & ReleaseStringCritical

const jchar * GetStringCritical(JNIEnv *env, jstring string, jboolean *isCopy);
void ReleaseStringCritical(JNIEnv *env, jstring string, const jchar *carray);
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Get/ReleaseStringCritical函数与Get/ReleaseStringChars函数在使用和功能上是同样的。也就是说，GetStringCritical函数可能返回一个指向原字符串的指针，或者返回一个指向源字符串的拷贝的指针，这取决与虚拟机实现。若是发生了拷贝，那么就须要ReleaseStringCritial来通知虚拟机本地进行释放操做。

modified UTF-8字符串函数

NewStringUTF

jstring NewStringUTF(JNIEnv *env, const char *bytes);
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NewStringUTF的第二个参数const char *bytes是modified UTF-8编码的字节数组。

modified UTF-8是JNI特有的格式，使用这种格式的字符串与虚拟机中使用的字符串同样。

JNI使用modified UTF-8编码来表示各类字符串类型，例以下面两行代码都是使用这种编码的字符串

const char * bytes1 = "中国";
const char * bytes2 = "China";
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因为建立的字符串常量默认就是modified UTF-8编码的，所以NewStringUTF也就是你们最经常使用的来获取Java的String对象的函数。

GetStringUTFLength

jsize GetStringUTFLength(JNIEnv *env, jstring string);
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参数

• jstring string: Java的String对象

GetStringUTFLength函数返回一个modified UTF-8编码格式字符串的字节长度。

注意，GetStringUTFLength返回的是字节长度，而GetStringLength返回的字符长度。一个是强调字节，一个是强调字符，这是有却别的。例如对于一个Java的字符串String s = "中国"，GetStringUTFLength返回的值为6，表明6个字节长度，而GetStringLength返回的值为2，表明2个字符长度。

GetStringUTFChars

const char * GetStringUTFChars(JNIEnv *env, jstring string, jboolean *isCopy);
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参数

• jstring string: Java的String对象
• jboolean * isCopy: 若是isCopy不为NULL，而且若是函数对原字符串进行了拷贝，那么*isCopy的值为JNI_TRUE，若是没有发生拷贝，那么*isCopy的值为JNI_FALSE。

GetStringUTFChars函数返回一个指向modified UTF-8编码的字节数组指针。

从参数isCopy能够看出，GetStringUTFChars函数返回的指向字节数组的指针，可能指向远字符串，也可能指向拷贝的字符串。若是一旦发生了拷贝，那么在不须要这个拷贝的时候，就须要进行释放，能够调用ReleaseStringUTFChars函数。

ReleaseStringUTFChars

void ReleaseStringUTFChars(JNIEnv *env, jstring string, const char *utf);
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参数

• jstring string: Java的String对象
• const char *utf: 由GetStringUTFChars获取。

ReleaseStringUTFChars函数只是通知虚拟机，本地代码再也不访问const char *utf，以后的处理动做取决与虚拟机。

GetStringUTFRegion

void GetStringUTFRegion(JNIEnv *env, jstring str, jsize start, 
                        jsize len, char *buf);
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GetStringUTFRegion函数与GetStringRegion函数的参数是同样，不一样的是GetStringUTFRegion函数会把拷贝到缓冲区的字符从Unicode转化为modified UTF-8格式。

使用

通常状况下，咱们都选择使用JNI默认的modified UTF-8编码字符串，由于很方便，不须要转换编码。而若是必定要使用UTF-16编码字符串，那么就须要进行转换。

那么如何在JNI层更好的处理字符串呢？若是使用的是C++开发JNI，那么能够在JNI层使用string类来操做字符串，而若是使用C语言，那么不得不使用字符指针一步一步来处理。

例如，一个Java类中有一个native方法

public class Hello {
    native string getHelloFromJNI(String name);
}
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在JNI层对应的实现为

static jstring getHello(JNIEnv *env, jobject thiz, jstring name) {
    // 从Java的String对象转换为本地表示
    const char *c_name = env->GetStringUTFChars(name, NULL);
    // 使用C++的string进行字符串拼接
    string str("Hello, ");
    str.append(c_name);
    str.append("!");
    env->ReleaseStringUTFChars(name, c_name);
    // 建立Java的String对象并返回
    return env->NewStringUTF(str.c_str());
}
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参考

modified UTF-8编码

docs.oracle.com/javase/7/do…

Unicode(UTF-8, UTF-16等)编码

baike.baidu.com/item/Unicod…