《Java 本地接口规范》-JNI 的类型和数据结构

布满荆棘的人生 2022-06-18 06:46 242阅读 0赞

# **JNI 的类型和数据结构** #

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本章讨论 JNI 如何将 Java 类型映射到本地 C 类型。

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# 基本类型 #

[表 3-1][3-1] 描述Java 基本类型及其与计算机相关的本地等效类型。

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> <h4><a rel="nofollow"></a><a rel="nofollow"></a>表 3-1 基本类型和本地等效类型 </h4> </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>Java 类型 </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>本地类型 </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>说明 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>boolean </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>jboolean </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>无符号，8 位 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>byte </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>jbyte </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>无符号，8 位 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>char </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>jchar </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>无符号，16 位 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>short </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>jshort </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>有符号，16 位 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>int </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>jint </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>有符号，32 位 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>long </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>jlong </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>有符号，64 位 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>float </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>jfloat </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>32 位 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>double </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>jdouble </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>64 位 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>void </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>void </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>N/A </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

为了使用方便，特提供以下定义。

#define JNI_FALSE  0

#define JNI_TRUE   1

jsize 整数类型用于描述主要指数和大小：

typedef jint jsize;

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# 引用类型 #

JNI 包含了很多对应于不同 Java 对象的引用类型。JNI 引用类型的组织层次如[图3-1][3-1 1] 所示。

#### 图 3-1 引用类型层次 ####

在 C 中，所有其它 JNI 引用类型都被定义为与 jobject 一样。例如：

typedef jobject jclass;

在 C++ 中，JNI 引入了虚构类以加强子类关系。例如：

class _jobject {};

class _jclass : public _jobject {};

...

typedef _jobject *jobject;

typedef _jclass *jclass;

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# 域 ID 和方法 ID #

方法 ID 和域 ID 是常规的 C 指针类型：

struct _jfieldID;              /*不透明结构 */

typedef struct _jfieldID *jfieldID;   /* 域 ID */

struct _jmethodID;              /* 不透明结构 */

typedef struct _jmethodID *jmethodID; /* 方法 ID */

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# 值类型 #

jvalue 联合类型在参数数组中用作单元类型。其声明方式如下：

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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# 类型签名 #

JNI 使用 Java 虚拟机的类型签名表述。[表 3-2][3-2] 列出了这些类型签名。

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> <h4><a rel="nofollow"></a><a rel="nofollow"></a>表 3-2 Java 虚拟机类型签名 </h4> </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>类型签名 </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>Java 类型 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>Z </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>boolean </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>B </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>byte </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>C </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>char </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>S </td> 
 <td> short </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> I </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>int </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>J </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>long </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> F </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>float </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>D </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>double </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>L fully-qualified-class ; </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>全限定的类 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>[ type </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>type[] </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>( arg-types ) ret-type </td> 
 <td> <a rel="nofollow"></a>方法类型 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

例如，Java 方法：

long f (int n, String s, int[] arr);

具有以下类型签名：

(ILjava/lang/String;[I)J

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# UTF-8字符串 #

JNI 用 UTF-8 字符串来表示各种字符串类型。UTF-8 字符串和 Java 虚拟机所使用的一样。UTF-8 字符串的编码方式使得仅包含非空 ASCII 字符的字符序列能够按每字符一个字节表示，但是最多只能表示 16 位的字符。所有在`\u0001` 到`\u007F` 范围内的字符都用单字节表示，如下所示：

![0_1318988206pFSJ.gif][]

字节中的七位数据确定了所表示字符的值。空字符 (`\u000`) 和 `\u0080` 到`\u07FF` 范围内的字符用一对字节表示， 即 x 和 y，如下所示：

![0_1318988210azsU.gif][] 
值为 `((x&0x1f)<<6)+(y&0x3f)` 的字符需用两个字节表示。

`\u0800` 到 `\uFFFF` 范围内的字符用三个字节表示，即  x，y，和 z：

![0_1318988213APMw.gif][]

值为 `((x&0xf)<<12)+(y&0x3f)<<6)+(z&0x3f)` 的字符需用三个字节表示。

此格式与“标准” UTF-8 格式之间有两个区别。第一，空字节 `(byte)0` 使用双字节格式进行编码，而不是单字节格式。这意味着 Java 虚拟机的 UTF-8 字符串不可能有嵌入的空值。第二，只使用单字节、双字节和三字节格式。Java 虚拟机不能识别更长的 UTF-8 格式。

[3-1]: http://www.computersci.net/articles/jdk1.2/docs/guide/jni/spec/types.doc.html#522
[3-1 1]: http://www.computersci.net/articles/jdk1.2/docs/guide/jni/spec/types.doc.html#914
[3-2]: http://www.computersci.net/articles/jdk1.2/docs/guide/jni/spec/types.doc.html#597
[0_1318988206pFSJ.gif]: /images/20220618/c76fa0c934f14df890abc8cd66a11631.png
[0_1318988210azsU.gif]: /images/20220618/d9c81dd3105f47be9cde329707f06ca7.png
[0_1318988213APMw.gif]: /images/20220618/0ebed255b2724ec59f0c2520e9facf72.png