Jni中C++和Java的数据类型的对应关系

Jni中C++和Java的参数传递

如何使用JNI的一些基本方法和过程在网上多如牛毛，如果你对Jni不甚了解，不知道Jni是做什么的，如何建立一个基本的jni程序，或许可以参考下面下面这些文章:
利用VC++6.0实现JNI的最简单的例子
JNI入门教程之HelloWorld篇
SUN JNI Tutorial

这 些资料的例子中，大多数只是输入一些简单的参数，获取没有参数。而在实际的使用过程中，往往需要对参数进行处理转换。才可以被C/C++程序识别。比如我 们在C++中有一个结构（Struct）DiskInfo ,需要传递一个类似于DiskInfo *pDiskInfo的参数，类似于在C++这样参数如何传递到Java中呢？下面我们就来讨论C++到Java中方法的一些常见参数的转换:

定义Native Java类：

如果你习惯了使用JNI，你就不会觉得它难了。既然本地方法是由其他语言实现的，它们在Java中没有函数体。但是，所有本地代码必须用本地关键词声明，成为Java类的成员。假设我们在C++中有这么一个结构，它用来描述硬盘信息：

// 硬盘信息
struct {
char name[256];
int serial;
}DiskInfo;

那么我们需要在Java中定义一个类来与之匹配，声明可以写成这样：

class DiskInfo {
// 名字
public String name;

// 序列号
publicint serial;
}

在这个类中，申明一些Native的本地方法，来测试方法参数的传递，分别定义了一些函数，用来传递结构或者结构数组，具体定义如下面代码：

/**//****************** 定义本地方法 ********************/
// 输入常用的数值类型(Boolean,Byte,Char,Short,Int,Float,Double)
public nativevoid displayParms(String showText,int i, boolean bl);

// 调用一个静态方法
public nativeint add(int a, intb);

// 输入一个数组
public nativevoid setArray(boolean[] blList);

// 返回一个字符串数组
public native String[] getStringArray();

// 返回一个结构
public native DiskInfo getStruct();

// 返回一个结构数组
public native DiskInfo[] getStructArray();

编译生成C/C++头文件

定义好了Java类之后，接下来就要写本地代码。本地方法符号提供一个满足约定的头文件，使用Java工具Javah可以很容易地创建它而不用手动去创建。你对Java的class文件使用javah命令，就会为你生成一个对应的C/C++头文件。
1、在控制台下进入工作路径，本工程路径为：E:\work\java\workspace\JavaJni。
2、运行javah 命令：javah -classpath E:\work\java\workspace\JavaJni com.sundy.jnidemo ChangeMethodFromJni
本文生成的C/C++头文件名为: com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni.h

在C/C++中实现本地方法

生成C/C++头文件之后，你就需要写头文件对应的本地方法。注意：所有的本地方法的第一个参数都是指向JNIEnv结构的。这个结构是用来调用JNI函数的。第二个参数jclass的意义，要看方法是不是静态的（static）或者实例（Instance）的。前者，jclass代表一个类对象的引用，而后者是被调用的方法所属对象的引用。

返回值和参数类型根据等价约定映射到本地C/C++类型，如表JNI类型映射所示。有些类型，在本地代码中可直接使用，而其他类型只有通过JNI调用操作。

表A

Java 类型本地类型描述booleanjbooleanC/C++8位整型bytejbyteC/C++带符号的8位整型charjcharC/C++无符号的16位整型shortjshortC/C++带符号的16位整型intjintC/C++带符号的32位整型longjlongC/C++带符号的64位整型efloatjfloatC/C++32位浮点型doublejdoubleC/C++64位浮点型Objectjobject任何Java对象，或者没有对应java类型的对象ClassjclassClass对象Stringjstring字符串对象Object[]jobjectArray任何对象的数组boolean[]jbooleanArray布尔型数组byte[]jbyteArray比特型数组char[]jcharArray字符型数组short[]jshortArray短整型数组int[]jintArray整型数组long[]jlongArray长整型数组float[]jfloatArray浮点型数组double[]jdoubleArray双浮点型数组

※ JNI类型映射

使用数组：

JNI通过JNIEnv提供的操作Java数组的功能。它提供了两个函数：一个是操作java的简单型数组的，另一个是操作对象类型数组的。

因为速度的原因，简单类型的数组作为指向本地类型的指针暴露给本地代码。因此，它们能作为常规的数组存取。这个指针是指向实际的Java数组或者Java数组的拷贝的指针。另外，数组的布置保证匹配本地类型。

为了存取Java简单类型的数组，你就要要使用GetXXXArrayElements函数（见表B），XXX代表了数组的类型。这个函数把Java数组看成参数，返回一个指向对应的本地类型的数组的指针。

表B

函数Java 数组类型本地类型GetBooleanArrayElementsjbooleanArrayjbooleanGetByteArrayElementsjbyteArrayjbyteGetCharArrayElementsjcharArrayjcharGetShortArrayElementsjshortArrayjshortGetIntArrayElementsjintArrayjintGetLongArrayElementsjlongArrayjlongGetFloatArrayElementsjfloatArrayjfloatGetDoubleArrayElementsjdoubleArrayjdouble

JNI数组存取函数

当你对数组的存取完成后，要确保调用相应的ReleaseXXXArrayElements函数，参数是对应Java数组和GetXXXArrayElements返回的指针。如果必要的话，这个释放函数会复制你做的任何变化（这样它们就反射到java数组），然后释放所有相关的资源。

为了使用java对象的数组，你必须使用GetObjectArrayElement函数和SetObjectArrayElement函数，分别去get，set数组的元素。GetArrayLength函数会返回数组的长度。

使用对象

JNI 提供的另外一个功能是在本地代码中使用Java对象。通过使用合适的JNI函数，你可以创建Java对象，get、set 静态(static)和实例（instance）的域，调用静态(static)和实例（instance）函数。JNI通过ID识别域和方法，一个域或 方法的ID是任何处理域和方法的函数的必须参数。

表C列出了用以得到静态(static)和实例（instance）的域与方法的JNI函数。每个函数接受（作为参数）域或方法的类，它们的名称，符号和它们对应返回的jfieldID或jmethodID。

表C

函数描述GetFieldID得到一个实例的域的IDGetStaticFieldID得到一个静态的域的IDGetMethodID得到一个实例的方法的IDGetStaticMethodID得到一个静态方法的ID

※域和方法的函数

如果你有了一个类的实例，它就可以通过方法GetObjectClass得到，或者如果你没有这个类的实例，可以通过FindClass得到。符号是从域的类型或者方法的参数，返回值得到字符串，如表D所示。

表D

Java 类型符号booleanZbyteBcharCshortSintIlongLfloatFdoubleDvoidVobjects对象Lfully-qualified-class-name;L类名Arrays数组[array-type [数组类型methods方法(argument-types)return-type(参数类型)返回类型

※确定域和方法的符号

下面我们来看看，如果通过使用数组和对象，从C++中的获取到Java中的DiskInfo 类对象，并返回一个DiskInfo数组:

//返回一个结构数组，返回一个硬盘信息的结构数组
JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStructArray
(JNIEnv *env, jobject _obj)
{
//申明一个object数组
jobjectArray args =0;

//数组大小
jsize len =5;

//获取object所属类,一般为ava/lang/Object就可以了
jclass objClass = (env)->FindClass("java/lang/Object");

//新建object数组
args = (env)->NewObjectArray(len, objClass,0);

/**//* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/

//获取Java中的实例类
jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");

//获取类中每一个变量的定义
//名字
jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");
//序列号
jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");

//给每一个实例的变量付值，并且将实例作为一个object，添加到objcet数组中
for(int i=0; i < len; i++ )
{
//给每一个实例的变量付值
jstring jstr = WindowsTojstring(env,"我的磁盘名字是 D:");
//(env)->SetObjectField(_obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));
(env)->SetObjectField(_obj,str,jstr);
(env)->SetShortField(_obj,ival,10);

//添加到objcet数组中
(env)->SetObjectArrayElement(args, i, _obj);
}
//返回object数组
return args;

}

全部的C/C++方法实现代码如下:

/**//*
*
* 一缕阳光(sundy)版权所有，保留所有权利。
*/
/**//**
*
* TODO Jni 中一个从Java到C/C++参数传递测试类
*
* @author 刘正伟(sundy)
* @see http://www.cnweblog.com/sundy
* @see mailto:[e-mail]
* @version 1.0
* @since 2005-4-30
*
* 修改记录：
*
* 日期 修改人 描述
* ----------------------------------------------------------------------------------------------
*
*
*
*/
// JniManage.cpp : 定义 DLL 应用程序的入口点。
//
package com.sundy.jnidemo;
#include "stdafx.h"

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include "jni.h"
#include "jni_md.h"

#include "./head/Base.h"
#include "head/wmi.h"
#include "head/com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni.h"//通过javah –jni javactransfer 生成
#include <stdio.h>
#include "stdlib.h"
#include "string.h"

#pragma comment (lib,"BaseInfo.lib")
#pragma comment (lib,"jvm.lib")
//硬盘信息
struct {
char name[256];
int serial;
}DiskInfo;
/**//*BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule,
DWORD ul_reason_for_call,
LPVOID lpReserved
)
{
LPTSTR strName = new CHAR[256] ;
(*GetHostName)(strName);
printf("%s\n",strName);
delete [] strName;

return TRUE;
}*/
//将jstring类型转换成windows类型
char* jstringToWindows( JNIEnv*env, jstring jstr );
//将windows类型转换成jstring类型
jstring WindowsTojstring( JNIEnv* env,char* str );

//主函数
BOOL WINAPI DllMain(HANDLE hHandle, DWORD dwReason, LPVOID lpReserved)
{
return TRUE;
}
//输入常用的数值类型 Boolean,Byte,Char,Short,Int,Float,Double
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_displayParms
(JNIEnv *env, jobject obj, jstring s, jint i, jboolean b)
{
const char* szStr= (env)->GetStringUTFChars(s,0 );
printf( "String = [%s]\n", szStr );
printf( "int = %d\n", i );
printf( "boolean = %s\n", (b==JNI_TRUE? "true" :"false") );
(env)->ReleaseStringUTFChars(s, szStr );
}

//调用一个静态方法,只有一个简单类型输出
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_add
(JNIEnv *env, jobject, jint a, jint b)
{
int rtn = (int)(a+ b);
return (jint)rtn;
}

/**/////输入一个数组,这里输入的是一个Boolean类型的数组
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_setArray
(JNIEnv *env, jobject, jbooleanArray ba)
{
jboolean* pba= (env)->GetBooleanArrayElements(ba,0 );
jsize len = (env)->GetArrayLength(ba);
int i=0;
// change even array elements
for( i=0; i< len; i+=2 )
{
pba[i] = JNI_FALSE;
printf( "boolean = %s\n", (pba[i]==JNI_TRUE? "true" :"false") );
}
(env)->ReleaseBooleanArrayElements(ba, pba,0 );
}

/**/////返回一个字符串数组
JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStringArray
(JNIEnv *env, jobject)
{
jstring str;
jobjectArray args =0;
jsize len =5;
char* sa[]= {"Hello,","world!","JNI","is","fun" };
int i=0;
args = (env)->NewObjectArray(len,(env)->FindClass("java/lang/String"),0);
for( i=0; i< len; i++ )
{
str = (env)->NewStringUTF(sa[i] );
(env)->SetObjectArrayElement(args, i, str);
}
return args;
}

//返回一个结构,这里返回一个硬盘信息的简单结构类型
JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStruct
(JNIEnv *env, jobject obj)
{
/**//* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/

//获取Java中的实例类
jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");

//获取类中每一个变量的定义
//名字
jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");
//序列号
jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");


//给每一个实例的变量付值
(env)->SetObjectField(obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));
(env)->SetShortField(obj,ival,10);

return obj;
}

//返回一个结构数组，返回一个硬盘信息的结构数组
JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStructArray
(JNIEnv *env, jobject _obj)
{
//申明一个object数组
jobjectArray args =0;

//数组大小
jsize len =5;

//获取object所属类,一般为ava/lang/Object就可以了
jclass objClass = (env)->FindClass("java/lang/Object");

//新建object数组
args = (env)->NewObjectArray(len, objClass,0);

/**//* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/

//获取Java中的实例类
jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");

//获取类中每一个变量的定义
//名字
jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");
//序列号
jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");

//给每一个实例的变量付值，并且将实例作为一个object，添加到objcet数组中
for(int i=0; i < len; i++ )
{
//给每一个实例的变量付值
jstring jstr = WindowsTojstring(env,"我的磁盘名字是 D:");
//(env)->SetObjectField(_obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));
(env)->SetObjectField(_obj,str,jstr);
(env)->SetShortField(_obj,ival,10);

//添加到objcet数组中
(env)->SetObjectArrayElement(args, i, _obj);
}
//返回object数组
return args;

}

//将jstring类型转换成windows类型
char* jstringToWindows( JNIEnv*env, jstring jstr )
{
int length = (env)->GetStringLength(jstr );
const jchar* jcstr= (env)->GetStringChars(jstr,0 );
char* rtn= (char*)malloc( length*2+1 );
int size = 0;
size = WideCharToMultiByte( CP_ACP,0, (LPCWSTR)jcstr, length, rtn,(length*2+1), NULL, NULL );
if( size <= 0 )
return NULL;
(env)->ReleaseStringChars(jstr, jcstr );
rtn[size] =0;
return rtn;
}
//将windows类型转换成jstring类型
jstring WindowsTojstring( JNIEnv* env,char* str )
{
jstring rtn =0;
int slen = strlen(str);
unsigned short* buffer = 0;
if( slen == 0 )
rtn = (env)->NewStringUTF(str );
else
{
int length = MultiByteToWideChar( CP_ACP,0, (LPCSTR)str, slen, NULL,0 );
buffer = (unsignedshort *)malloc( length*2+ 1 );
if( MultiByteToWideChar( CP_ACP,0, (LPCSTR)str, slen, (LPWSTR)buffer, length )>0 )
rtn = (env)->NewString( (jchar*)buffer, length );
}
if( buffer )
free( buffer );
return rtn;
}

Java 测试native代码
这没有什么多说的，看代码吧

//主测试程序
publicstatic void main(String[] args){
ChangeMethodFromJni changeJni =new ChangeMethodFromJni();

//输入常用的数值类型(string int boolean)
System.out
.println("------------------输入常用的数值类型(string int boolean)-----------");
changeJni.displayParms("Hello World!",100, true);

//调用一个静态方法
System.out.println("------------------调用一个静态方法-----------");
int ret = changeJni.add(12,20);
System.out.println("The result is:" + String.valueOf(ret));

//输入一个数组
System.out.println("------------------输入一个数组-----------");
boolean[] blList =new boolean[]{true, false, true };
changeJni.setArray(blList);

//返回一个字符串数组
System.out.println("------------------返回一个字符串数组-----------");
String[] strList = changeJni.getStringArray();
for (int i= 0; i< strList.length; i++){
System.out.print(strList[i]);
}
System.out.println();

System.out.println("------------------返回一个结构-----------");

//返回一个结构
DiskInfo disk = changeJni.getStruct();
System.out.println("name:"+ disk.name);
System.out.println("Serial:"+ disk.serial);

//返回一个结构数组

System.out.println("------------------返回一个结构数组 -----------");
DiskInfo[] diskList = changeJni.getStructArray();
for (int i= 0; i< diskList.length; i++){
System.out.println("name:"+ diskList[i].name);
System.out.println("Serial:"+ diskList[i].serial);
}

}