NDK之旅必需要知道的一些基本知识

JNIEnv

• 定义： 至关于一个jni上下文对象。

• 做用： 经过JNIEnv的指针可以对Java端的代码进行操做：

  • a.建立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()复制代码

    • 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);复制代码

      Get/Set[Static] Method

      JNI中一般用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;复制代码

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 {};复制代码

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类实例复制代码

获取jclass的方法

a. jclass FindClass(const char *name)

b. jclass GetObjectClass(jobject obj)复制代码

FindClass注意事项：

• 注意： 会在ClassPath下面寻找类。须要传入完整类名，注意包与包之间用’/'。

  jclass class_str = env->FindClass("java/lang/String");复制代码

jfiledID/jmethodID的获取

• 在natvie方法中获取/设置字段的值，或者方法调用，须要先获取相应的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发的不肯定。

而后经过ID获取

jobject GetObjectField(jobject obj, jfieldID fieldID)   

jobject CallObjectMethod(jobject obj, jmethodID methodID, ...)  复制代码

获取方法的签名

• javap -s 命令工具能够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(可以实现子类对象调用父类方法的功能)

• Call Method,
• CallStatic Method,

• CallNonvirtual Method。

  CallVoidMethod(jobject obj, jmethodID methodID, ...)
  
    void CallVoidMethodV(jobject obj, jmethodID methodID, va_list args)
  
    void CallVoidMethodA(jobject obj, jmethodID methodID, jvalue* args)复制代码

  调用实例方法的三种方法

• Call Method(jobject obj, jmethodID id, ...);

  boolean funcation(int i, double d, char c) {  
    }  
  
    env->CallBooleanMethod( obj, id_function , 100L, 3.44, L'3');复制代码

• Call MethodV(jobject obj, jmethodID id,va_list lst);

• Call MethodA(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;  复制代码

  } 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;      
```复制代码

Java对象的建立

• 方式-NewObject

使用NewObject来建立Java对象。

jobject NewObject(jclass clazz, jmethodID methodID, ...)复制代码

须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)复制代码

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);复制代码

• 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，每一个字符不管中文仍是英文都占用两个字节。

- b.能够经过JNI接口把Java中的字符串转换成C/C++中的宽字符串，Java也能够传一个UTF-8的字符串(char*) 到C/C++中。

- c.反过来C++能够经过把一个宽字符串，或者一个UTF-8的字符串来建立一个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，能够用memset把每一个数组单元初始化成任何你想要的值

    `复制代码

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);

```复制代码

• 在初始化其余基础类型时，则须要注意，好比

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复制代码

获取字符串

• a.取得与某个jstring对象相关的Java字符串

方法 |     做用
---|---
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*)复制代码

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。

还可使用下面的方法，这个方法能够增长返回jvm中java对象的可能性，可是仍是有可能返回相应java串的拷贝。

这个方法没有相应的GetStringUTFCritical，因为Java字符串使用的是UTF-16,要转换成UTF-8编码的串原本就须要一次拷贝动做。

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一样数组的的函数:获得数据的长度函数：GetArrayLength

处理基本类型数组

跟处理字符串类似

Get ArrayElements,能够把Java基本类型的数组转换成C/C++中的数组，能够拷贝一份传本地代码，也能够把指向Java中的指针直接传回本地代码。

须要用

Release ArrayElements

void ReleaseIntArrayElements(jintArray array,  
                             jint *elems,  
                             jint mode) {  
    functions->ReleaseIntArrayElements(this,array,elems,mode);  
}复制代码

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。

类似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);  
}复制代码

Get ArrayRegion 类似于GetStringRegion的函数：没有Release方法，由于咱们是拷贝

void GetIntArrayRegion(jintArray array,  
                       jsize start, jsize len, jint *buf) {  
    functions->GetIntArrayRegion(this,array,start,len,buf);  
}复制代码

Set ArrayRegion 能够把指定范围内的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);  
}复制代码

建立一个基本类型的Java数组

Array New Array(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。而是直接经过Get/SetObjectArrayElement来对Java的Object数组进行操做。

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);  
}复制代码

使用上述方式不须要释放资源。
能够根据数组长度和初始值来建立某个类的数组

jobjectArray NewObjectArray(jsize len, jclass clazz,  
                            jobject init) {  
    return functions->NewObjectArray(this,len,clazz,init);  
}复制代码

java对象在JNI中的引用

在jvm中建立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：是最多见的引用，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：

  • 能够跨越多个线程

  • 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。

  • 全局引用的建立不是JNI自动建立的。

  • 全局引用的建立要显示的调用NewGlobalRef函数，而释放须要调用ReleaseGlobalRef

• 弱全局引用：

  • 与全局引用类似，建立和释放都须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来建立和释放引用。

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.经过方法名+签名来查询jfieldID，jmethod开销是很是大的。

• 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类的加载和从新加载都会从新呼叫该native方法从新计算ID

public class TestNative  
{  
    static {  
        initNativeIDs();  
    }  
    static natvie void initNativeIDs();  
    int propInt = 0;  
}复制代码

JNIEXPORT void JNICALL    Java_TestNative_initNativeIDs(JNIEnv *env, jobject object)  
{  
    ......  
    g_propInt_id = GetFieldID(clazz,  "propInt", "I" );  

}复制代码

相信本身，没有作不到的，只有想不到的

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