JNI的知识总结（全）

1)javah 编译  HelloWord.class 文件，注意包名

用 javah 工具生成函数原型的头文件，函数命名规则为：Java_类全路径_方法名。如Java_com_study_jnilearn_HelloWorld_sayHello，其中Java_是函数的前缀，com_study_jnilearn_HelloWorld是类名，sayHello是方法名，它们之间用 _(下划线) 连接。

2）将生成的.h文件放到新建的vc++ dll工程中

3）新建的dll工程需要加入jni.h和jni_md.h文件

其中第一个目录为jni.h头文件所在目录，第二个是跨平台头文件目录（Mac os x系统下的目录名为 darwin，在 Windows 下目录名为 win32，linux 下目录名为 linux），用于定义与平台相关的宏，其中用于标识函数用途的两个宏 JNIEXPORT 和 JNICALL，就定义在 darwin 目录下的jni_md.h头文件中。在 Windows 中编译 dll 动态库规定，如果动态库中的函数要被外部调用，需要在函数声明中添加__declspec(dllexport)标识，表示将该函数导出在外部可以调用。

4）在HelloWord的cpp文件中加入输出代码

• 第一个参数：JNIEnv* 是定义任意 native 函数的第一个参数（包括调用 JNI 的 RegisterNatives 函数注册的函数），指向 JVM 函数表的指针，函数表中的每一个入口指向一个 JNI 函数，每个函数用于访问 JVM 中特定的数据结构。
• 第二个参数：调用 Java 中 native 方法的实例或 Class 对象，如果这个 native 方法是实例方法，则该参数是 jobject，如果是静态方法，则是 jclass。
• 第三个参数：Java 对应 JNI 中的数据类型，Java 中 String 类型对应 JNI 的 jstring 类型。（此处没有）。

在 Java 语言中数据类型分为基本数据类型和引用类型，其中基本数据类型有 8 种：byte、char、short、int、long、float、double、boolean，除了基本数据类型外其它都是引用类型：Object、String、数组等。8 种基本数据类型分别对应JNI数据类型中的 jbyte、jchar、jshort、jint、jlong、jfloat、jdouble、jboolean。所有的 JNI 引用类型全部是 jobject 类型，为了使用方便和类型安全，JNI 定义了一个引用类型集合，集合当中的所有类型都是 jobject 的子类，这些子类和 Java 中常用的引用类型相对应。例如：jstring 表示字符串、jclass 表示 class 字节码对象、jthrowable 表示异常、jarray 表示数组，另外 jarray 派生了 8 个子类，分别对应Java 中的 8 种基本数据类型（jintArray、jshortArray、jlongArray等）。

最后结果:

基本类型很容易理解，就是对 C/C++ 中的基本类型用 typedef 重新定义了一个新的名字，在 JNI 中可以直接访问。JNI 把 Java 中的所有对象当作一个C指针传递到本地方法中，这个指针指向 JVM 中的内部数据结构，而内部的数据结构在内存中的存储方式是不可见的。只能从 JNIEnv 指针指向的函数表中选择合适的 JNI 函数来操作 JVM 中的数据结构。

JNIEnv类型实际上代表了Java环境，通过这个JNIEnv* 指针，就可以对Java端的代码进行操作。例如，创建Java类中的对象，调用Java对象的方法，获取Java对象中的属性等等。JNIEnv的指针会被JNI传入到本地方法的实现函数中来对Java端的代码进行操作。

JNIEnv类中有很多函数可以用：

NewObject:创建Java类中的对象

NewString:创建Java类中的String对象

New<Type>Array:创建类型为Type的数组对象

Get<Type>Field:获取类型为Type的字段

Set<Type>Field:设置类型为Type的字段的值

GetStatic<Type>Field:获取类型为Type的static的字段

SetStatic<Type>Field:设置类型为Type的static的字段的值

Call<Type>Method:调用返回类型为Type的方法

CallStatic<Type>Method:调用返回值类型为Type的static方法

字符串处理：

函数接收一个 jstring 类型的参数 text，但 jstring 类型是指向 JVM 内部的一个字符串，和 C 风格的字符串类型 char* 不同，所以在 JNI 中不能通把 jstring 当作普通 C 字符串一样来使用，必须使用合适的 JNI 函数来访问 JVM 内部的字符串数据结构。

GetStringUTFChars(env, j_str, &isCopy) 参数说明：

• env：JNIEnv 函数表指针
• j_str：jstring 类型（Java 传递给本地代码的字符串指针）
• isCopy：取值 JNI_TRUE 和 JNI_FALSE，如果值为 JNI_TRUE，表示返回 JVM 内部源字符串的一份拷贝，并为新产生的字符串分配内存空间。如果值为 JNI_FALSE，表示返回 JVM 内部源字符串的指针，意味着可以通过指针修改源字符串的内容，不推荐这么做，因为这样做就打破了 Java 字符串不能修改的规定。但我们在开发当中，并不关心这个值是多少，通常情况下这个参数填 NULL 即可。

因为 Java 默认使用 Unicode 编码，而 C/C++ 默认使用 UTF 编码，所以在本地代码中操作字符串的时候，必须使用合适的 JNI 函数把 jstring 转换成 C 风格的字符串。JNI 支持字符串在 Unicode 和 UTF-8 两种编码之间转换，GetStringUTFChars 可以把一个 jstring 指针（指向 JVM 内部的 Unicode 字符序列）转换成一个UTF-8 格式的 C 字符串。在上例中 sayHello 函数中我们通过 GetStringUTFChars 正确取得了 JVM 内部的字符串内容。

异常检查

调用完 GetStringUTFChars 之后不要忘记安全检查，因为 JVM 需要为新诞生的字符串分配内存空间，当内存空间不够分配的时候，会导致调用失败，失败后 GetStringUTFChars 会返回 NULL，并抛出一个OutOfMemoryError 异常。JNI 的异常和 Java 中的异常处理流程是不一样的，Java 遇到异常如果没有捕获，程序会立即停止运行。而 JNI 遇到未决的异常不会改变程序的运行流程，也就是程序会继续往下走，这样后面针对这个字符串的所有操作都是非常危险的，因此，我们需要用 return 语句跳过后面的代码，并立即结束当前方法。

释放字符串

在调用 GetStringUTFChars 函数从 JVM 内部获取一个字符串之后，JVM 内部会分配一块新的内存，用于存储源字符串的拷贝，以便本地代码访问和修改。即然有内存分配，用完之后马上释放是一个编程的好习惯。通过调用ReleaseStringUTFChars 函数通知 JVM 这块内存已经不使用了，你可以清除了。注意：这两个函数是配对使用的，用了 GetXXX 就必须调用 ReleaseXXX，而且这两个函数的命名也有规律，除了前面的 Get 和 Release 之外，后面的都一样。

创建字符串

通过调用 NewStringUTF 函数，会构建一个新的 java.lang.String 字符串对象。这个新创建的字符串会自动转换成 Java 支持的 Unicode 编码。如果 JVM 不能为构造 java.lang.String 分配足够的内存，NewStringUTF 会抛出一个 OutOfMemoryError 异常，并返回 NULL。在这个例子中我们不必检查它的返回值，如果NewStringUTF 创建 java.lang.String 失败，OutOfMemoryError 这个异常会被在 Sample.main 方法中抛出。如果 NewStringUTF 创建 java.lang.String 成功，则返回一个 JNI 引用，这个引用指向新创建的java.lang.String 对象。

GetStringChars和ReleaseStringChars

这对函数和 Get/ReleaseStringUTFChars 函数功能差不多，用于获取和释放以 Unicode 格式编码的字符串。后者是用于获取和释放 UTF-8 编码的字符串。

GetStringLength

由于 UTF-8 编码的字符串以'\0'结尾，而 Unicode 字符串不是。如果想获取一个指向 Unicode 编码的 jstring 字符串长度，在 JNI 中可通过这个函数获取。

GetStringUTFLength

获取 UTF-8 编码字符串的长度，也可以通过标准 C 函数 strlen 获取。

GetStringCritical和ReleaseStringCritical

提高 JVM 返回源字符串直接指针的可能性。

Get/ReleaseStringChars 和 Get/ReleaseStringUTFChars 这对函数返回的源字符串会后分配内存，如果有一个字符串内容相当大，有 1M 左右，而且只需要读取里面的内容打印出来，用这两对函数就有些不太合适了。此时用 Get/ReleaseStringCritical 可直接返回源字符串的指针应该是一个比较合适的方式。不过这对函数有一个很大的限制，在这两个函数之间的本地代码不能调用任何会让线程阻塞或等待 JVM 中其它线程的本地函数或 JNI 函数。因为通过 GetStringCritical 得到的是一个指向 JVM 内部字符串的直接指针，获取这个直接指针后会导致暂停 GC 线程，当 GC 被暂停后，如果其它线程触发 GC 继续运行的话，都会导致阻塞调用者。所以在 Get/ReleaseStringCritical 这对函数中间的任何本地代码都不可以执行导致阻塞的调用或为新对象在 JVM 中分配内存，否则，JVM 有可能死锁。另外一定要记住检查是否因为内存溢出而导致它的返回值为 NULL，因为 JVM 在执行 GetStringCritical 这个函数时，仍有发生数据复制的可能性，尤其是当 JVM 内部存储的数组不连续时，为了返回一个指向连续内存空间的指针，JVM 必须复制所有数据。下面代码演示这对函数的正确用法：

字符串操作总结

总结：

• 对于小字符串来说，GetStringRegion 和 GetStringUTFRegion 这两对函数是最佳选择，因为缓冲区可以被编译器提前分配，而且永远不会产生内存溢出的异常。当你需要处理一个字符串的一部分时，使用这对函数也是不错。因为它们提供了一个开始索引和子字符串的长度值。另外，复制少量字符串的消耗 也是非常小的。
• 使用 GetStringCritical 和 ReleaseStringCritical 这对函数时，必须非常小心。一定要确保在持有一个由 GetStringCritical 获取到的指针时，本地代码不会在 JVM 内部分配新对象，或者做任何其它可能导致系统死锁的阻塞性调用。
• 获取 Unicode 字符串和长度，使用 GetStringChars 和 GetStringLength 函数。
• 获取 UTF-8 字符串的长度，使用 GetStringUTFLength 函数。
• 创建 Unicode 字符串，使用 NewStringUTF 函数。
• 从 Java 字符串转换成 C/C++ 字符串，使用 GetStringUTFChars 函数。
• 通过 GetStringUTFChars、GetStringChars、GetStringCritical 获取字符串，这些函数内部会分配内存，必须调用相对应的 ReleaseXXXX 函数释放内存。

JNI 访问数组

JNI 中的数组分为基本类型数组和对象数组，它们的处理方式是不一样的，基本类型数组中的所有元素都是 JNI 的基本数据类型，可以直接访问。而对象数组中的所有元素是一个类的实例或其它数组的引用，和字符串操作一样，不能直接访问 Java 传递给 JNI 层的数组，必须选择合适的 JNI 函数来访问和设置 Java 层的数组对象。

（未完.....）