使用JNI和Reflect实现Object向void*的自动转换之四：实现 [原]

四、实现：使用Composite复合设计模式来实现

       我们打算使用C++来实现这个设备，这个工程名为JPointer，它的预期使用方式我们前面说过了，需要再明确一下“持有”这个概念。持有，是指C++中持有对Java层的某个实体的引用。在JNI提供的接口中，类型区别十分明显，每种类型都有相应的操作函数，setIntField和setDoubleField这样的区别，虽然保证了类型安全，但是对于我们实现这个不依赖于类型的软件设备来说，却是个麻烦事。如果有setField这样的函数，我们就不用再关心这些类型区别了，当然，让系统提供这样的结构是不可能的。

       由于存在着诸多的类型不同，我们的系统需要有一个体系结构。“持有”这个概念，然我们想到了不同类型需要不同的处理策略。但是，不同类型的处理，总是为了管理它所认识的对象，所以，“持有”就是共同点，所不同的就是不同的类型这个具体点。所以，自然而然的，我们想到了C++的虚函数来抽象这个“持有”概念。这个接口可以如下表达：

class JPtr

{

public:

     virtual int        getSize()const;                 //得到内存块大小

     virtual int        getMemberNum() = 0;              //得到数据成员的数目

     virtual void       setBuffer(void* newData) = 0；   //设置数据

     virtual void*      getBuffer()const=0;              //得到缓冲区指针

     virtual bool       isChanged()const = 0;            //缓冲区的数据是否改变

     virtual void       updateObject() = 0;             //从缓冲区中回滚一个对象，覆盖原来的对象

     virtual jvalue     getValue() = 0;                  //得到实体引用

     virtual void       setValue(jvalue val) = 0;        //设置新值

     virtual Type       getType() = 0;                   //得到被包装对象的类型

     virtual ~JPtr(){}

}

这个共同的接口，就表达“持有”的概念了。

再接着设计，我们看到，如果存在数据成员是一个Object类型，又需要对其成员进行包装，这就是一个典型的树形结构。而特殊的叶节点是形如int,double之类的Primitive类型。

所以，想到了复合设计模式（Composite Design Pattern）。从而，很快可以画出整个体系结构来。 

 

 

这个设计模型就这样出炉了，使用了C++的继承机制，我们最终是为了得到JObjectPtr这个软件设备，其他的类都是为了这个类服务的。这样的安排，还是为了隔离类型的差异，使得每一种类型的开发就很方便。

应该明确，基本数据类型对应的指针类，比如IntPtr的意思是持有的一个java的int数据，而他并不是真正的指针，它负责管理一个java中的int的值的更新提取，当然还有内存分配回收策略。

很快，我们就可以实现IntPtr，比如说它的大小是4字节，初始化的时候，给它分配4字节的内存块，然后保存下来缓冲区，然后当需要GetBuffer的时候，返回之。析构函数就是放掉内存，当接收到更新updateObject消息的时候，就是用int的一套JNI操作函数来执行。具体的可见源代码。

同样，我们实现了其他的基本数据类型的包装类。开发时，先实现IntPtr、DoublePtr类型，然后转到JObjectPtr的开发来。

这个JObjectPtr是关键，我们如何来做它哪？首先，它的构造函数中就要生成缓冲区，算是资源初始策略吧。

       生成缓冲区的算法如下：

 

接受一个jobject类型，

根据java的reflect来得到Object的数据成员，从而得到Field[]，

/*第一次循环，解析成员数据*/

For each Field

得到域的访问域，

       if 是静态类型

         continue;

得到域的名称，并转换名称为C字符串

通过这个字符串得到FieldID

/*这样做看起来很迂回，而不能使用reflect来直接get/set数据域，这是因为访问控制的原因，反射机制对于private和protected类型，限制直接访问的能力，但是JNI提供的系列函数get/set***Filed，是不管访问域的，所以，我们钻了这个一个空子，从而实现了私有成员的包装。J*/

       根据域id，得到域的类型，根据类型调用指针构造函数，返回JPtr*。

JPtr* 入链

              End for

              /*第二次循环计算C结构内存块大小*/

              int bufferLength = 0;

for each jptr

                     bufferLength += jptr.getSize()

              end for

              /*分配内存*/

              buffer = new byte[bufferLength]

              /*拷贝数据*/

              byte* position = buffer;

/*构造缓冲区*/

              for each jptr

                     memcpy(position,jptr->getBuffer(),jptr-> getSize());

                     position += jptr-> getSize();

              end for

             

这个过程的详细实作，参见源代码。

updateObject的过程中，也有这个类似的过程。

应该指出，对于数组类型，我们应该做特殊的处理，当然过程和上面的算法类似。