基础JNI语法和常见使用

Myth丶恋晨 2022-05-05 09:40 177阅读 0赞

# 基础JNI语法 #

## 基础类型 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">Java类型</th> 
   <th align="center">native类型</th> 
   <th align="left">描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">boolean</td> 
   <td align="center">jboolean</td> 
   <td align="left">unsigned 8 bits</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">byte</td> 
   <td align="center">jbyte</td> 
   <td align="left">signed 8 bits</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">char</td> 
   <td align="center">jchar</td> 
   <td align="left">unsigned 16 bits</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">short</td> 
   <td align="center">jshort</td> 
   <td align="left">signed 16 bits</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">int</td> 
   <td align="center">jint</td> 
   <td align="left">signed 32 bits</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">long</td> 
   <td align="center">jlong</td> 
   <td align="left">signed 64 bits</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">float</td> 
   <td align="center">jfloat</td> 
   <td align="left">32 bits</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">double</td> 
   <td align="center">jdouble</td> 
   <td align="left">64 bits</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">void</td> 
   <td align="center">void</td> 
   <td align="left">N/A</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 引用类型 ##

JNI为不同的java对象提供了不同的引用类型，JNI引用类型如下：

![image_1aurdi9ud1jtgtngelh1fm6st7g.png][]

在c里面，所有JNI引用类型其实都是jobject。

## Native方法参数 ##

*  JNI接口指针是native方法的第一个参数，JNI接口指针的类型是JNIEnv。
 *  第二个参数取决于native method是否静态方法，如果是非静态方法，那么第二个参数是对对象的引用，如果是静态方法，则第二个参数是对它的class类的引用
 *  剩下的参数跟Java方法参数一一对应

extern "C" /* specify the C calling convention */
    jdouble Java_pkg_Cls_f__ILjava_lang_String_2 (
    
         JNIEnv *env,        /* interface pointer */
    
         jobject obj,        /* "this" pointer */
    
         jint i,             /* argument #1 */
    
         jstring s)          /* argument #2 */
    {
    
         const char *str = env->GetStringUTFChars(s, 0);
    
         ...
    
         env->ReleaseStringUTFChars(s, str);
    
         return ...
    
    }

[点击查看JNI接口][JNI]

## 签名描述 ##

### 基础数据类型 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">Java类型</th> 
   <th align="left">签名描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">boolean</td> 
   <td align="left">Z</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">byte</td> 
   <td align="left">B</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">char</td> 
   <td align="left">C</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">short</td> 
   <td align="left">S</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">int</td> 
   <td align="left">I</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">long</td> 
   <td align="left">J</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">float</td> 
   <td align="left">F</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">double</td> 
   <td align="left">D</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">void</td> 
   <td align="left"></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 引用数据类型 ###

(以`L`开头，以`;`结束，中间对应的是该类型的完整路径)

String ： Ljava/lang/String;
    Object ： Ljava/lang/Object;
    自定义类型 Area ： Lcom/xuexiang/jnidemo/Area;

### 数组 ###

(在类型前面添加`[`,几维数组就在前面添加几个`[`)

int [] ：[I
    Long[][]  ： [[J
    Object[][][] ： [[[Ljava/lang/Object

### 使用命令查看 ###

javap -s <java类的class文件路径>

class文件存在于 `build->intermediates->classes`下。

![在这里插入图片描述][70]

## JNI常见用法 ##

### 1、jni访问java非静态成员变量 ###

*  1.使用`GetObjectClass`、`FindClass`获取调用对象的类
 *  2.使用`GetFieldID`获取字段的ID。这里需要传入字段类型的签名描述。
 *  3.使用`GetIntField`、`GetObjectField`等方法，获取字段的值。使用`SetIntField`、`SetObjectField`等方法，设置字段的值。

注意：即使字段是`private`也照样可以正常访问。

extern "C"
    JNIEXPORT void JNICALL
    Java_com_xuexiang_jnidemo_JNIApi_testCallNoStaticField(JNIEnv *env, jobject instance) {
        //获取jclass
        jclass j_class = env->GetObjectClass(instance);
        //获取jfieldID
        jfieldID j_fid = env->GetFieldID(j_class, "noStaticField", "I");
        //获取java成员变量int值
        jint j_int = env->GetIntField(instance, j_fid);
        LOGI("noStaticField==%d", j_int);//noStaticField==0
    
        //Set<Type>Field    修改noStaticKeyValue的值改为666
        env->SetIntField(instance, j_fid, 666);
    }

### 2、jni访问java静态成员变量 ###

*  1.使用`GetObjectClass`、`FindClass`获取调用对象的类
 *  2.使用`GetStaticFieldID`获取字段的ID。这里需要传入字段类型的签名描述。
 *  3.使用`GetStaticIntField`、`GetStaticObjectField`等方法，获取字段的值。使用`SetStaticIntField`、`SetStaticObjectField`等方法，设置字段的值。

### 3、jni调用java非静态成员方法 ###

*  1.使用`GetObjectClass`、`FindClass`获取调用对象的类
 *  2.使用`GetMethodID`获取方法的ID。这里需要传入方法的签名描述。
 *  3.使用`CallVoidMethod`执行无返回值的方法，使用`CallIntMethod`、`CallBooleanMethod`等执行有返回值的方法。

extern "C"
    JNIEXPORT void JNICALL
    Java_com_xuexiang_jnidemo_JNIApi_testCallParamMethod(JNIEnv *env, jobject instance) {
        //回调JNIApi中的noParamMethod
        jclass clazz = env->FindClass("com/xuexiang/jnidemo/JNIApi");
        if (clazz == NULL) {
            printf("find class Error");
            return;
        }
        jmethodID id = env->GetMethodID(clazz, "paramMethod", "(I)V");
        if (id == NULL) {
            printf("find method Error");
            return;
        }
        env->CallVoidMethod(instance, id, ++number);
    }

### 4、jni调用java静态成员方法 ###

*  1.使用`GetObjectClass`、`FindClass`获取调用对象的类
 *  2.使用`GetStaticMethodID`获取方法的ID。这里需要传入方法的签名描述。
 *  3.使用`CallStaticVoidMethod`执行无返回值的方法，使用`CallStaticIntMethod`、`CallStaticBooleanMethod`等执行有返回值的方法。

### 5、jni调用java构造方法 ###

*  1.使用`FindClass`获取需要构造的类
 *  2.使用`GetMethodID`获取构造方法的ID。方法名为`<init>`, 这里需要传入方法的签名描述。
 *  3.使用`NewObject`执行创建对象。

extern "C"
    JNIEXPORT jint JNICALL
    Java_com_xuexiang_jnidemo_JNIApi_testCallConstructorMethod(JNIEnv *env, jobject instance) {
        //获取jclass
        jclass j_class = env->FindClass("com/xuexiang/jnidemo/Area");
        //找到构造方法jmethodID   public Area(int width, int height)
        jmethodID j_constructor_methoid = env->GetMethodID(j_class, "<init>", "(II)V");
        //初始化java类构造方法  public Area(int width, int height)
        jobject j_Area_obj = env->NewObject(j_class, j_constructor_methoid, 2, 10);
    
        //找到getArea()  jmethodID
        jmethodID j_getArea_methoid = env->GetMethodID(j_class, "getArea", "()I");
        //调用java中的   public int getArea() 获取面积
        jint j_area = env->CallIntMethod(j_Area_obj, j_getArea_methoid);
        LOGI("面积==%d", j_area);//面积==20
        return j_area;
    }

### 6、jni引用全局变量 ###

*  使用`NewGlobalRef`创建全局引用,使用`NewLocalRef`创建局部引用。
 *  局部引用，通过DeleteLocalRef手动释放对象;全局引用，通过DeleteGlobalRef手动释放对象。
 *  引用不主动释放会导致内存泄漏。

### 7、jni异常处理 ###

*  使用`ExceptionOccurred`进行异常的检测。注意，这里只能检测java异常。
 *  使用`ExceptionClear`进行异常的清除。
 *  使用`ThrowNew`来上抛异常。

注意，`ExceptionOccurred`和`ExceptionClear`一般是成对出现的，类似于java的try-catch。

//上抛java异常
    void throwException(JNIEnv *env, const char *message) {
        jclass newExcCls = env->FindClass("java/lang/Exception");
        env->ThrowNew(newExcCls, message);
    }
    
    extern "C"
    JNIEXPORT void JNICALL
    Java_com_xuexiang_jnidemo_JNIApi_jniTryCatchException(JNIEnv *env, jobject instance) {
    
        //获取jclass
        jclass j_class = env->GetObjectClass(instance);
        //获取jfieldID
        jfieldID j_fid = env->GetFieldID(j_class, "method", "Ljava/lang/String666;");
    
        //检测是否发生Java异常
        jthrowable exception = env->ExceptionOccurred();
        if (exception != NULL) {
            LOGE("jni发生异常");
            //jni清空异常信息
            env->ExceptionClear(); //需要和ExceptionOccurred方法成对出现
            throwException(env, "native出错！");
        }
    }

## 相关链接 ##

*  [Demo项目地址][Demo]
 *  [详细的JNI基础介绍][JNI 1]

[image_1aurdi9ud1jtgtngelh1fm6st7g.png]: /images/20220505/221f8f0e0cd84d80b7fed520276c7f5a.png
[JNI]: https://github.com/xuexiangjys/JNI-CMake/blob/master/JNI_INTERFACE.md
[70]: /images/20220505/5b4b7a42d85d464db2d6ff9726b445b4.png
[Demo]: https://github.com/xuexiangjys/JNI-CMake
[JNI 1]: https://blog.csdn.net/kgdwbb/article/details/72810251