android JNI

我就是我 2022-07-13 16:51 214阅读 0赞

Java Native Interface (JNI)标准是java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI 是本地编程接口，它使得在 Java 虚拟机 (VM) 内部运行的 Java 代码能够与用其它编程语言(如 C、C++ 和汇编语言)编写的应用程序和库进行交互操作。

1.从如何载入.so档案谈起

由于Android的应用层的类都是以Java写的，这些Java类编译为Dex型式的Bytecode之后，必须靠Dalvik虚拟机(VM: Virtual Machine)来执行。VM在Android平台里，扮演很重要的角色。

此外，在执行Java类的过程中，如果Java类需要与C组件沟通时，VM就会去载入C组件，然后让Java的函数顺利地调用到C组件的函数。此时，VM扮演着桥梁的角色，让Java与C组件能通过标准的JNI介面而相互沟通。

应用层的Java类是在虚拟机(VM: Vitual Machine)上执行的，而C件不是在VM上执行，那么Java程式又如何要求VM去载入(Load)所指定的C组件呢? 可使用下述指令：

System.loadLibrary(\*.so的档案名);

例如，Android框架里所提供的MediaPlayer.java类，含指令：

public class MediaPlayer\{

static \{

System.loadLibrary("media\_jni");

这要求VM去载入Android的/system/lib/libmedia\_jni.so档案。载入\*.so之后，Java类与\*.so档案就汇合起来，一起执行了。

2.如何撰写\*.so的入口函数

---- JNI\_OnLoad()与JNI\_OnUnload()函数的用途

当Android的VM(Virtual Machine)执行到System.loadLibrary()函数时，首先会去执行C组件里的JNI\_OnLoad()函数。它的用途有二：

(1)告诉VM此C组件使用那一个JNI版本。如果你的\*.so档没有提供JNI\_OnLoad()函数，VM会默认该\*.so档是使用最老的 JNI 1.1版本。由于新版的JNI做了许多扩充，如果需要使用JNI的新版功能，例如JNI 1.4的java.nio.ByteBuffer,就必须藉由JNI\_OnLoad()函数来告知VM。

(2)由于VM执行到System.loadLibrary()函数时，就会立即先呼叫JNI\_OnLoad()，所以C组件的开发者可以藉由JNI\_OnLoad()来进行C组件内的初期值之设定(Initialization) 。

例如，在Android的/system/lib/libmedia\_jni.so档案里，就提供了JNI\_OnLoad()函数，其程式码片段为：

//\#define LOG\_NDEBUG 0

\#define LOG\_TAG "MediaPlayer-JNI"

jint JNI\_OnLoad(JavaVM\* vm, void\* reserved)

JNIEnv\* env = NULL;

jint result = -1;

if (vm->GetEnv((void\*\*) &env, JNI\_VERSION\_1\_4) != JNI\_OK) \{

LOGE("ERROR: GetEnv failed/n");

goto bail;

assert(env != NULL);

if (register\_android\_media\_MediaPlayer(env) < 0) \{

LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed/n");

goto bail;

if (register\_android\_media\_MediaRecorder(env) < 0) \{

LOGE("ERROR: MediaRecorder native registration failed/n");

goto bail;

if (register\_android\_media\_MediaScanner(env) < 0) \{

LOGE("ERROR: MediaScanner native registration failed/n");

goto bail;

if (register\_android\_media\_MediaMetadataRetriever(env) < 0) \{

LOGE("ERROR: MediaMetadataRetriever native registration failed/n");

goto bail;

/\* success -- return valid version number \*/

result = JNI\_VERSION\_1\_4;

bail:

return result;

此函数回传JNI\_VERSION\_1\_4值给VM，于是VM知道了其所使用的JNI版本了。此外，它也做了一些初期的动作(可呼叫任何本地函数)，例如指令：

if (register\_android\_media\_MediaPlayer(env) < 0) \{

LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed/n");

goto bail;

就将此组件提供的各个本地函数(Native Function)登记到VM里，以便能加快后续呼叫本地函数的效率。

JNI\_OnUnload()函数与JNI\_OnLoad()相对应的。在载入C组件时会立即呼叫JNI\_OnLoad()来进行组件内的初期动 作；而当VM释放该C组件时，则会呼叫JNI\_OnUnload()函数来进行善后清除动作。当VM呼叫JNI\_OnLoad()或 JNI\_Unload()函数时，都会将VM的指针(Pointer)传递给它们，其参数如下：

jint JNI\_OnLoad(JavaVM\* vm, void\* reserved) \{     \}

jint JNI\_OnUnload(JavaVM\* vm, void\* reserved)\{     \}

在JNI\_OnLoad()函数里，就透过VM之指标而取得JNIEnv之指标值，并存入env指标变数里，如下述指令：

jint JNI\_OnLoad(JavaVM\* vm, void\* reserved)\{

JNIEnv\* env = NULL;

jint result = -1;

if (vm->GetEnv((void\*\*) &env, JNI\_VERSION\_1\_4) != JNI\_OK) \{

LOGE("ERROR: GetEnv failed/n");

goto bail;

由于VM通常是多执行绪(Multi-threading)的执行环境。每一个执行绪在呼叫JNI\_OnLoad()时，所传递进来的JNIEnv 指标值都是不同的。为了配合这种多执行绪的环境，C组件开发者在撰写本地函数时，可藉由JNIEnv指标值之不同而避免执行绪的资料冲突问题，才能确保所 写的本地函数能安全地在Android的多执行绪VM里安全地执行。基于这个理由，当在呼叫C组件的函数时，都会将JNIEnv指标值传递给它，如下：

jint JNI\_OnLoad(JavaVM\* vm, void\* reserved)

JNIEnv\* env = NULL;

if (register\_android\_media\_MediaPlayer(env) < 0) \{

这JNI\_OnLoad()呼叫register\_android\_media\_MediaPlayer(env)函数时，就将env指标值传递过 去。如此，在register\_android\_media\_MediaPlayer()函数就能藉由该指标值而区别不同的执行绪，以便化解资料冲突的问 题。

例如，在register\_android\_media\_MediaPlayer()函数里，可撰写下述指令：

if ((\*env)->MonitorEnter(env, obj) != JNI\_OK) \{

查看是否已经有其他执行绪进入此物件，如果没有，此执行绪就进入该物件里执行了。还有，也可撰写下述指令：

if ((\*env)->MonitorExit(env, obj) != JNI\_OK) \{

查看是否此执行绪正在此物件内执行，如果是，此执行绪就会立即离开。

3.registerNativeMethods()函数的用途

应用层级的Java类别透过VM而呼叫到本地函数。一般是仰赖VM去寻找\*.so里的本地函数。如果需要连续呼叫很多次，每次都需要寻找一遍，会多 花许多时间。此时，组件开发者可以自行将本地函数向VM进行登记。例如，在Android的/system/lib/libmedia\_jni.so档案 里的代码段如下：

//\#define LOG\_NDEBUG 0

\#define LOG\_TAG "MediaPlayer-JNI"

static JNINativeMethod gMethods\[\] = \{

\{"setDataSource",   "(Ljava/lang/String;)V",

(void \*)android\_media\_MediaPlayer\_setDataSource\},

\{"setDataSource",    "(Ljava/io/FileDescriptor;JJ)V",

(void \*)android\_media\_MediaPlayer\_setDataSourceFD\},

\{"prepare",   "()V",     (void \*)android\_media\_MediaPlayer\_prepare\},

\{"prepareAsync",   "()V",   (void \*)android\_media\_MediaPlayer\_prepareAsync\},

\{"\_start",   "()V",   (void \*)android\_media\_MediaPlayer\_start\},

\{"\_stop",   "()V",    (void \*)android\_media\_MediaPlayer\_stop\},

\{"getVideoWidth",   "()I",      (void \*)android\_media\_MediaPlayer\_getVideoWidth\},

\{"getVideoHeight",   "()I",      (void \*)android\_media\_MediaPlayer\_getVideoHeight\},

\{"seekTo",          "(I)V",      (void \*)android\_media\_MediaPlayer\_seekTo\},

\{"\_pause",          "()V",       (void \*)android\_media\_MediaPlayer\_pause\},

\{"isPlaying",        "()Z",       (void \*)android\_media\_MediaPlayer\_isPlaying\},

\{"getCurrentPosition", "()I", (void \*)android\_media\_MediaPlayer\_getCurrentPosition\},

\{"getDuration",      "()I",     (void \*)android\_media\_MediaPlayer\_getDuration\},

\{"\_release",         "()V",      (void \*)android\_media\_MediaPlayer\_release\},

\{"\_reset",          "()V",        (void \*)android\_media\_MediaPlayer\_reset\},

\{"setAudioStreamType","(I)V", (void \*)android\_media\_MediaPlayer\_setAudioStreamType\},

\{"setLooping",      "(Z)V",      (void \*)android\_media\_MediaPlayer\_setLooping\},

\{"setVolume",      "(FF)V",     (void \*)android\_media\_MediaPlayer\_setVolume\},

\{"getFrameAt",     "(I)Landroid/graphics/Bitmap;",

(void \*)android\_media\_MediaPlayer\_getFrameAt\},

\{"native\_setup",    "(Ljava/lang/Object;)V",

(void \*)android\_media\_MediaPlayer\_native\_setup\},

\{"native\_finalize",     "()V",    (void \*)android\_media\_MediaPlayer\_native\_finalize\},

\};

static int register\_android\_media\_MediaPlayer(JNIEnv \*env)\{

return AndroidRuntime::registerNativeMethods(env,

"android/media/MediaPlayer", gMethods, NELEM(gMethods));

jint JNI\_OnLoad(JavaVM\* vm, void\* reserved)\{

if (register\_android\_media\_MediaPlayer(env) < 0) \{

LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed/n");

goto bail;

当VM载入libmedia\_jni.so档案时，就呼叫JNI\_OnLoad()函数。接着，JNI\_OnLoad()呼叫 register\_android\_media\_MediaPlayer()函数。此时，就呼叫到 AndroidRuntime::registerNativeMethods()函数，向VM(即AndroidRuntime)登记 gMethods\[\]表格所含的本地函数了。简而言之，registerNativeMethods()函数的用途有二：

(1)更有效率去找到函数。

(2)可在执行期间进行抽换。由于gMethods\[\]是一个<名称，函数指针>对照表，在程序执行时，可多次呼叫registerNativeMethods()函数来更换本地函数之指针，而达到弹性抽换本地函数之目的。

4.Andoird 中使用了一种不同传统Java JNI的方式来定义其native的函数。其中很重要的区别是Andorid使用了一种Java 和 C 函数的映射表数组，并在其中描述了函数的参数和返回值。这个数组的类型是JNINativeMethod，定义如下：

typedef struct \{

const char\* name;            /\*Java中函数的名字\*/

const char\* signature;      /\*描述了函数的参数和返回值\*/

void\* fnPtr;               /\*函数指针，指向C函数\*/

\} JNINativeMethod;

其中比较难以理解的是第二个参数，例如

"()V"

"(II)V"

"(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V"

实际上这些字符是与函数的参数类型一一对应的。

"()" 中的字符表示参数，后面的则代表返回值。例如"()V" 就表示void Func();

"(II)V" 表示 void Func(int, int);

具体的每一个字符的对应关系如下

字符    Java类型      C类型

V     void         void

Z      jboolean     boolean

I       jint         int

J      jlong        long

D      jdouble       double

F      jfloat            float

B       jbyte            byte

C      jchar           char

S      jshort          short

数组则以"\["开始，用两个字符表示

\[I     jintArray      int\[\]

\[F     jfloatArray    float\[\]

\[B     jbyteArray    byte\[\]

\[C    jcharArray       char\[\]

\[S    jshortArray       short\[\]

\[D    jdoubleArray     double\[\]

\[J     jlongArray       long\[\]

\[Z    jbooleanArray     boolean\[\]

上面的都是基本类型。如果Java函数的参数是class，则以"L"开头，以";"结尾，中间是用"/" 隔开的包及类名。而其对应的C函数名的参数则为jobject. 一个例外是String类，其对应的类为jstring

Ljava/lang/String; String jstring

Ljava/net/Socket; Socket jobject

如果JAVA函数位于一个嵌入类，则用$作为类名间的分隔符。

例如 "(Ljava/lang/String;Landroid/os/FileUtils$FileStatus;)Z"

Android JNI编程实践

一、直接使用java本身jni接口（windows/ubuntu）

1.在Eclipsh中新建一个android应用程序。两个类：一个继承于Activity，UI显示用。另一个包含native方法。编译生成所有类。

jnitest.java文件：

package com.hello.jnitest;

import android.app.Activity;

import android.os.Bundle;

public class jnitest extends Activity \{

/\*\* Called when the activity is first created. \*/

@Override

public void onCreate(Bundle savedInstanceState) \{

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.main);

Nadd cal = new Nadd();

setTitle("The Native Add Result is " + String.valueOf(cal.nadd(10, 19)));

Nadd.java文件：

**package** com.hello.jnitest;

**public** **class** Nadd \{

**static** \{

System.*loadLibrary* ("Nadd");

**public** **native** **int** nadd(**int** a, **int** b);

以上在windows中完成。

2.使用javah命令生成C/C++的.h文件。注意类要包含包名，路径文件夹下要包含所有包中的类，否则会报找不到类的错误。classpath参数指定到包名前一级文件夹，文件夹层次结构要符合java类的组织层次结构。

javah -classpath ../jnitest/bin com.hello.jnitest.Nadd

com\_hello\_jnitest\_Nadd .h文件：

/\* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated \*/

\#include <jni.h>

/\* Header for class com\_hello\_jnitest\_Nadd \*/

\#ifndef \_Included\_com\_hello\_jnitest\_Nadd

\#define \_Included\_com\_hello\_jnitest\_Nadd

\#ifdef \_\_cplusplus

extern "C" \{

\#endif

/\*

\* Class:     com\_hello\_jnitest\_Nadd

\* Method:    nadd

\* Signature: (II)I

\*/

JNIEXPORT jint JNICALL Java\_com\_hello\_jnitest\_Nadd\_nadd

(JNIEnv \*, jobject, jint, jint);

\#ifdef \_\_cplusplus

\#endif

3.编辑.c文件实现native方法。

com\_hello\_jnitest\_Nadd.c文件：

\#include <stdlib.h>

\#include "com\_hello\_jnitest\_Nadd.h"

JNIEXPORT jint JNICALL Java\_com\_hello\_jnitest\_Nadd\_nadd(JNIEnv \* env, jobject c, jint a, jint b)

return (a+b);

4.编译.c文件生存动态库。

arm-none-linux-gnueabi-gcc -I/home/a/work/android/jdk1.6.0\_17/include -I/home/a/work/android/jdk1.6.0\_17/include/linux -fpic -c com\_hello\_jnitest\_Nadd.c

arm-none-linux-gnueabi-ld -T/home/a/CodeSourcery/Sourcery\_G++\_Lite/arm-none-linux-gnueabi/lib/ldscripts/armelf\_linux\_eabi.xsc -share -o libNadd.so com\_hello\_jnitest\_Nadd.o

得到libNadd.so文件。

以上在ubuntu中完成。

5.将相应的动态库文件push到avd的system/lib中:adb push libNadd.so /system/lib。若提示Read-only file system错误，运行adb remount命令，即可。

Adb push libNadd.so /system/lib

6.在eclipsh中运行原应用程序即可。

以上在windows中完成。

对于一中生成的so文件也可采用二中的方法编译进apk包中。只需在工程文件夹中建libs/armeabi文件夹（其他文件夹名无效，只建立libs文件夹也无效），然后将so文件拷入，编译工程即可。

二.使用NDK生成本地方法（ubuntu and windows）

1.安装NDK：解压，然后进入NDK解压后的目录，运行build/host-setup.sh（需要Make 3.81和awk）。若有错，修改host-setup.sh文件：将\#!/bin/sh修改为\#!/bin/bash，再次运行即可。

2.在apps文件夹下建立自己的工程文件夹，然后在该文件夹下建一文件Application.mk和项project文件夹。

Application.mk文件：

APP\_PROJECT\_PATH := $(call my-dir)/project

APP\_MODULES      := myjni

3.在project文件夹下建一jni文件夹，然后新建Android.mk和myjni.c。这里不需要用javah生成相应的.h文件，但函数名要包含相应的完整的包、类名。

4.编辑相应文件内容。

Android.mk文件：

\# Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");

\# you may not use this file except in compliance with the License.

\# You may obtain a copy of the License at

\#      [http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0][http_www.apache.org_licenses_LICENSE-2.0]

\# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software

\# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,

\# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.

\# See the License for the specific language governing permissions and

\# limitations under the License.

LOCAL\_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR\_VARS)

LOCAL\_MODULE    := myjni

LOCAL\_SRC\_FILES := myjni.c

include $(BUILD\_SHARED\_LIBRARY)

myjni.c文件：

\#include <string.h>

\#include <jni.h>

jstring

Java\_com\_hello\_NdkTest\_NdkTest\_stringFromJNI( JNIEnv\* env,

jobject thiz )

return (\*env)->NewStringUTF(env, "Hello from My-JNI !");

myjni文件组织：

a@ubuntu:~/work/android/ndk-1.6\_r1/apps$ tree myjni

myjni

|-- Application.mk

\`-- project

|-- jni

|   |-- Android.mk

|   \`-- myjni.c

\`-- libs

\`-- armeabi

\`-- libmyjni.so

4 directories, 4 files

5.编译：make APP=myjni.

以上内容在ubuntu完成。以下内容在windows中完成。当然也可以在ubuntu中完成。

6.在eclipsh中创建android application。将myjni中自动生成的libs文件夹拷贝到当前工程文件夹中，编译运行即可。

NdkTest.java文件：

package com.hello.NdkTest;

import android.app.Activity;

import android.os.Bundle;

import android.widget.TextView;

public class NdkTest extends Activity \{

/\*\* Called when the activity is first created. \*/

@Override

public void onCreate(Bundle savedInstanceState) \{

super.onCreate(savedInstanceState);

TextView tv = new TextView(this);

tv.setText( stringFromJNI() );

setContentView(tv);

public native String stringFromJNI();

static \{

System.loadLibrary("myjni");

对于二中生成的so文件也可采用一中的方法push到avd中运行。

本篇将介绍在JNI编程中如何传递参数和返回值。

首先要强调的是，native方法不但可以传递Java的基本类型做参数，还可以传递更复杂的类型，比如String，数组，甚至自定义的类。这一切都可以在jni.h中找到答案。

1. Java基本类型的传递

用过Java的人都知道，Java中的基本类型包括boolean，byte，char，short，int，long，float，double 这样几种，如果你用这几种类型做native方法的参数，当你通过javah -jni生成.h文件的时候，只要看一下生成的.h文件，就会一清二楚，这些类型分别对应的类型是 jboolean，jbyte，jchar，jshort，jint，jlong，jfloat，jdouble 。这几种类型几乎都可以当成对应的C++类型来用，所以没什么好说的。

2. String参数的传递

Java的String和C++的string是不能对等起来的，所以处理起来比较麻烦。先看一个例子，

class Prompt \{

// native method that prints a prompt and reads a line

private native String getLine(String prompt);

public static void main(String args\[\]) \{

Prompt p = new Prompt();

String input = p.getLine("Type a line: ");

System.out.println("User typed: " + input);

static \{

System.loadLibrary("Prompt");

在这个例子中，我们要实现一个native方法  
String getLine(String prompt);  
读入一个String参数，返回一个String值。

通过执行javah -jni得到的头文件是这样的

\#include <jni.h>

\#ifndef \_Included\_Prompt

\#define \_Included\_Prompt

\#ifdef \_\_cplusplus

extern "C" \{

\#endif

JNIEXPORT jstring JNICALL Java\_Prompt\_getLine(JNIEnv \*env, jobject this, jstring prompt);

\#ifdef \_\_cplusplus

\#endif

jstring是JNI中对应于String的类型，但是和基本类型不同的是，jstring不能直接当作C++的string用。如果你用  
cout << prompt << endl;  
编译器肯定会扔给你一个错误信息的。

其实要处理jstring有很多种方式，这里只讲一种我认为最简单的方式，看下面这个例子，

\#include "Prompt.h"

\#include <iostream>

JNIEXPORT jstring JNICALL Java\_Prompt\_getLine(JNIEnv \*env, jobject obj, jstring prompt)

const char\* str;

str = env->GetStringUTFChars(prompt, false);

if(str == NULL) \{

return NULL; /\* OutOfMemoryError already thrown \*/

std::cout << str << std::endl;

env->ReleaseStringUTFChars(prompt, str);

char\* tmpstr = "return string succeeded";

jstring rtstr = env->NewStringUTF(tmpstr);

return rtstr;

在上面的例子中，作为参数的prompt不能直接被C++程序使用，先做了如下转换  
str = env->GetStringUTFChars(prompt, false);  
将jstring类型变成一个char\*类型。

返回的时候，要生成一个jstring类型的对象，也必须通过如下命令，  
jstring rtstr = env->NewStringUTF(tmpstr);

这里用到的GetStringUTFChars和NewStringUTF都是JNI提供的处理String类型的函数，还有其他的函数这里就不一一列举了。

3. 数组类型的传递

和String一样，JNI为Java基本类型的数组提供了j\*Array类型，比如int\[\]对应的就是jintArray。来看一个传递int数组的例子，Java程序就不写了，

JNIEXPORT jint JNICALL Java\_IntArray\_sumArray(JNIEnv \*env, jobject obj, jintArray arr)

jint \*carr;

carr = env->GetIntArrayElements(arr, false);

if(carr == NULL) \{

return 0; /\* exception occurred \*/

jint sum = 0;

for(int i=0; i<10; i++) \{

sum += carr\[i\];

env->ReleaseIntArrayElements(arr, carr, 0);

return sum;

这个例子中的GetIntArrayElements和ReleaseIntArrayElements函数就是JNI提供用于处理int数组的函 数。如果试图用arr\[i\]的方式去访问jintArray类型，毫无疑问会出错。JNI还提供了另一对函数GetIntArrayRegion和 ReleaseIntArrayRegion访问int数组，就不介绍了，对于其他基本类型的数组，方法类似。

4. 二维数组和String数组

在JNI中，二维数组和String数组都被视为object数组，因为数组和String被视为object。仍然用一个例子来说明，这次是一个二维int数组，作为返回值。

JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java\_ObjectArrayTest\_initInt2DArray(JNIEnv \*env, jclass cls, int size)

jobjectArray result;

jclass intArrCls = env->FindClass("\[I");

result = env->NewObjectArray(size, intArrCls, NULL);

for (int i = 0; i < size; i++) \{

jint tmp\[256\]; /\* make sure it is large enough! \*/

jintArray iarr = env->NewIntArray(size);

for(int j = 0; j < size; j++) \{

tmp\[j\] = i + j;

env->SetIntArrayRegion(iarr, 0, size, tmp);

env->SetObjectArrayElement(result, i, iarr);

env->DeleteLocalRef(iarr);

return result;

上面代码中的第三行，  
jobjectArray result;  
因为要返回值，所以需要新建一个jobjectArray对象。

jclass intArrCls = env->FindClass("\[I");  
是创建一个jclass的引用，因为result的元素是一维int数组的引用，所以intArrCls必须是一维int数组的引用，这一点是如何保证的 呢？注意FindClass的参数"\[I"，JNI就是通过它来确定引用的类型的，I表示是int类型，\[标识是数组。对于其他的类型，都有相应的表示方 法，

Z boolean   
B byte   
C char   
S short   
I int   
J long   
F float   
D double

String是通过“Ljava/lang/String;”表示的，那相应的，String数组就应该是“\[Ljava/lang/String;”。

还是回到代码，  
result = env->NewObjectArray(size, intArrCls, NULL);  
的作用是为result分配空间。

jintArray iarr = env->NewIntArray(size);  
是为一维int数组iarr分配空间。

env->SetIntArrayRegion(iarr, 0, size, tmp);  
是为iarr赋值。

env->SetObjectArrayElement(result, i, iarr);  
是为result的第i个元素赋值。

通过上面这些步骤，我们就创建了一个二维int数组，并赋值完毕，这样就可以做为参数返回了。

如果了解了上面介绍的这些内容，基本上大部分的任务都可以对付了。虽然在操作数组类型，尤其是二维数组和String数组的时候，比起在单独的语言中编程要麻烦，但既然我们享受了跨语言编程的好处，必然要付出一定的代价。

有一点要补充的是，本文所用到的函数调用方式都是针对C++的，如果要在C中使用，所有的env->都要被替换成(\*env)->，而 且后面的函数中需要增加一个参数env，具体请看一下jni.h的代码。另外还有些省略的内容，可以参考JNI的文档：Java Native Interface 6.0 Specification，在JDK的文档里就可以找到。如果要进行更深入的JNI编程，需要仔细阅读这个文档。接下来的高级篇，也会讨论更深入的话 题。

======================================================

在本篇中，将会涉及关于JNI编程更深入的话题，包括：在native方法中访问Java类的域和方法，将Java中自定义的类作为参数和返回值传递等等。了解这些内容，将会对JNI编程有更深入的理解，写出的程序也更清晰，易用性更好。

1. 在一般的Java类中定义native方法

在前两篇的例子中，都是将native方法放在main方法的Java类中，实际上，完全可以在任何类中定义native方法。这样，对于外部来说，这个类和其他的Java类没有任何区别。

2. 访问Java类的域和方法

native方法虽然是native的，但毕竟是方法，那么就应该同其他方法一样，能够访问类的私有域和方法。实际上，JNI的确可以做到这一点，我们通过几个例子来说明，

public class ClassA \{

String str\_ = "abcde";

int number\_;

public native void nativeMethod();

private void javaMethod() \{

System.out.println("call java method succeeded");

static \{

System.loadLibrary("ClassA");

在这个例子中，我们在一个没有main方法的Java类中定义了native方法。我们将演示如何在nativeMethod()中访问域str\_，number\_和方法javaMethod()，nativeMethod()的C++实现如下，

JNIEXPORT void JNICALL Java\_testclass\_ClassCallDLL\_nativeMethod(JNIEnv \*env, jobject obj) \{

// access field

jclass cls = env->GetObjectClass(obj);

jfieldID fid = env->GetFieldID(cls, "str\_", "Ljava/lang/String;");

jstring jstr = (jstring)env->GetObjectField(obj, fid);

const char \*str = env->GetStringUTFChars(jstr, false);

if(std::string(str) == "abcde")

std::cout << "access field succeeded" << std::endl;

jint i = 2468;

fid = env->GetFieldID(cls, "number\_", "I");

env->SetIntField(obj, fid, i);

// access method

jmethodID mid = env->GetMethodID(cls, "javaMethod", "()V");

env->CallVoidMethod(obj, mid);

上面的代码中，通过如下两行代码获得str\_的值，  
jfieldID fid = env->GetFieldID(cls, "str\_", "Ljava/lang/String;");  
jstring jstr = (jstring)env->GetObjectField(obj, fid);

第一行代码获得str\_的id，在GetFieldID函数的调用中需要指定str\_的类型，第二行代码通过str\_的id获得它的值，当然我们读到的是一个jstring类型，不能直接显示，需要转化为char\*类型。

接下来我们看如何给Java类的域赋值，看下面两行代码，  
fid = env->GetFieldID(cls, "number\_", "I");  
env->SetIntField(obj, fid, i);

第一行代码同前面一样，获得number\_的id，第二行我们通过SetIntField函数将i的值赋给number\_，其他类似的函数可以参考JDK的文档。

访问javaMethod()的过程同访问域类似，  
jmethodID mid = env->GetMethodID(cls, "javaMethod", "()V");  
env->CallVoidMethod(obj, mid);

需要强调的是，在GetMethodID中，我们需要指定javaMethod方法的类型，域的类型很容易理解，方法的类型如何定义呢，在上面的例子中，我们用的是()V，V表示返回值为空，()表示参数为空。如果是更复杂的函数类型如何表示？看一个例子，  
long f (int n, String s, int\[\] arr);  
这个函数的类型符号是(ILjava/lang/String;\[I)J，I表示int类型，Ljava/lang/String;表示String类型，\[I表示int数组，J表示long。这些都可以在文档中查到。

3. 在native方法中使用用户定义的类

JNI不仅能使用Java的基础类型，还能使用用户定义的类，这样灵活性就大多了。大体上使用自定义的类和使用Java的基础类(比如 String)没有太大的区别，关键的一点是，如果要使用自定义类，首先要能访问类的构造函数，看下面这一段代码，我们在native方法中使用了自定义 的Java类ClassB，

jclass cls = env->FindClass("Ltestclass/ClassB;");

jmethodID id = env->GetMethodID(cls, "<init>", "(D)V");

jdouble dd = 0.033;

jvalue args\[1\];

args\[0\].d = dd;

jobject obj = env->NewObjectA(cls, id, args);

首先要创建一个自定义类的引用，通过FindClass函数来完成，参数同前面介绍的创建String对象的引用类似，只不过类名称变成自定义类的 名称。然后通过GetMethodID函数获得这个类的构造函数，注意这里方法的名称是"<init>"，它表示这是一个构造函数。

jobject obj = env->NewObjectA(cls, id, args);  
生成了一个ClassB的对象，args是ClassB的构造函数的参数，它是一个jvalue\*类型。

通过以上介绍的三部分内容，native方法已经看起来完全像Java自己的方法了，至少主要功能上齐备了，只是实现上稍麻烦。而了解了这 些，JNI编程的水平也更上一层楼。下面要讨论的话题也是一个重要内容，至少如果没有它，我们的程序只能停留在演示阶段，不具有实用价值。

4. 异常处理

在C++和Java的编程中，异常处理都是一个重要的内容。但是在JNI中，麻烦就来了，native方法是通过C++实现的，如果在native方法中发生了异常，如何传导到Java呢？

JNI提供了实现这种功能的机制。我们可以通过下面这段代码抛出一个Java可以接收的异常，