Android JNI里c++调用java时遇到的FindClass返回0的问题

我在工作中要解决一个问题就是，从jni底层往java层，抛一个提醒消息，这是不定时的。

发现JNIEnv*，jobject，jclass都是不能保存为全局变量供以后调用的，这跟java虚拟机的机制有关。要在JNI_OnLoad时保存JavaVM*为全局变量。

我原本以为这样的话就可以动态得到jclass和JNIEnv*，以后我再呼叫CallStaticVoidMethod(cls, methodId)这样就可以避开jobject的获取了，jclass用FindClass获得，不用GetObjectClass获得。

结果FindClass返回的总是0，实在令我太无奈了，搞了1天多都没有搞定，后来发现里面有蹊跷。原来jni里面有一个大坑，具体原因见我从百度文库里找到的下面这篇文章，帮助了我解决这一难题。

原文如下：

 

JNI使用示例2010-03-15 11:18       JNI提供了一种扩展Android功能和移植已有软件的方式。本文将通过一个实例来讲述如何建立JNI库以及JNI库如何与android的JVM交互。Java接口       定义java类JNIExampleInterface， 该类提供了调用Native库中本地函数的接口。本地函数和对应的Java函数具有相互匹配的签名式（即，参数的类型和个数，以及返回值的类型）。获取本地库中对应的函数签名式的最简单的方法就是，首先写出对应的Java原型，然后使用javah工具生成对应的本地JNI头文件。可以copy/paste到C++文件中来实现对应的函数。     本地函数支撑的对应的Java函数按照正常方式去声明，但需要加上native。我们还想演示如何在native代码中调用Java代码，因此我们的接口类定义如下：package org.wooyd.android.JNIExample;import android.os.Handler;import android.os.Bundle;import android.os.Message;import org.wooyd.android.JNIExample.Data;public class JNIExampleInterface {    private Handler h;    <Example constructors>    <Example native functions>    <Example callback>}为什么要定义Handler呢？当本地库需要通过callback传递信息给Java进程，如果这个callback是由本地线程调用的，并且想修改应用的用户界面，就会产生exception。这是因为Android仅仅允许主线程更改用户界面。为了避免这个问题，我们使用Handler提供的消息传递接口将callback接收到的数据传递给主线程，让主线程去更改界面。<Example constructors>    public JNIExampleInterface(Handler h) {        this.h = h;    }为了阐述不同的参数传递技术，我们定义了三个native函数：callVoid(): 没有参数并且没有返回值 ;getNewData(): 有两个参数，用来构造一个新的类的实例;getDataString(): 用对象作为参数，从对象中抽取值。<Example native functions>public native void callVoid();    public native Data getNewData(int i, String s);    public native String getDataString(Data d);callback接收一个string参数，并将其封装成Bundle后分发给Handler：<Example callback>    public static void callBack(String s) {        Bundle b = new Bundle();        b.putString("callback_string", s);        Message m = Message.obtain();        m.setData(b);        m.setTarget(h);        m.sendToTarget();    }另外我们定义一个Data dummy类Data.javapackage org.wooyd.android.JNIExample;public class Data {    public int i;    public String s;    public Data() {}    public Data(int i, String s) {        this.i = i;        this.s = s;    }}编译Data.java和JNIExampleInterface.java$ javac org/wooyd/android/JNIExample/*.java生成JNI头文件，包含与Java对应的本地函数的原型$ javah -classpath . org.wooyd.android.JNIExample.JNIExampleInterface本地库的实现<JNIExample.cpp><JNI includes><Miscellaneous includes><Global variables>#ifdef __cplusplusextern "C" {#endif<callVoid implementation><getNewData implementation><getDataString implementation><initClassHelper implementation><JNIOnLoad implementation>#ifdef __cplusplus}#endif头文件和全局变量下面的include包含了Android的JNI定义的函数： <JNI includes>#include <jni.h>#include <JNIHelp.h>#include <android_runtime/AndroidRuntime.h>一些其他要用到的头文件: <Miscellaneous includes>#include <string.h>#include <unistd.h>#include <pthread.h><Global variables>static JavaVM *gJavaVM;static jobject gInterfaceObject, gDataObject;const char *kInterfacePath = "org/wooyd/android/JNIExample/JNIExampleInterface";const char *kDataPath = "org/wooyd/android/JNIExample/Data"; 从本地线程和java线程调用java函数callVoid函数是最简单的一个，因为他没有任何参数并且没有返回值。我们用它来说明通过调用Java的callBack函数，如何将数据传回给Java。至此，我们有必要区分下面两种情况：Java函数可能在Java线程或本地线程中被调用，JVM是无法得知的。对于前者，调用可以直接执行，而对于后者，我们必须首先将本地线程关联到JVM中。因此需要一个附加层，本地回调句柄（Native CallBack Handler），来正确处理这两种情况。我们还需要一个建立本地线程的函数，因此实现如下：<callVoid implementation>=<Callback handler><Thread start function><callVoid function>Native callback handler获取JNI环境（如果需要，则关联本地线程），使用缓存的全局对象gInterfaceObject获取JNIExampleInterface类，获取callBack()函数的引用，并调用：<Callback handler>static void callback_handler(char *s) {    int status;    JNIEnv *env;    bool isAttached = false;       status = gJavaVM->GetEnv((void **) &env, JNI_VERSION_1_4);    if(status < 0) {        LOGE("callback_handler: failed to get JNI environment, "             "assuming native thread");        status = gJavaVM->AttachCurrentThread(&env, NULL);        if(status < 0) {            LOGE("callback_handler: failed to attach "                 "current thread");            return;        }        isAttached = true;    }    /* Construct a Java string */    jstring js = env->NewStringUTF(s);    jclass interfaceClass = env->GetObjectClass(gInterfaceObject);    if(!interfaceClass) {        LOGE("callback_handler: failed to get class reference");        if(isAttached) gJavaVM->DetachCurrentThread();        return;    }    /* Find the callBack method ID */    jmethodID method = env->GetStaticMethodID(        interfaceClass, "callBack", "(Ljava/lang/String;)V");    if(!method) {        LOGE("callback_handler: failed to get method ID");        if(isAttached) gJavaVM->DetachCurrentThread();        return;    }    env->CallStaticVoidMethod(interfaceClass, method, js);    if(isAttached) gJavaVM->DetachCurrentThread();}说明：1、JNI GetEnv()函数返回的JNI环境对每个线程来说是独特的，因此我们必须在每次进入函数时都要重新获取。然而JavaVM指针是属于每个进程的，因此我们可以将其缓存起来（在JNI_OnLoad()函数中），在多个线程间使用。2、当我们关联本地线程时，其相关的Java环境是与类引导程序一起的，这就意味着即使我们要在函数中获取一个类的引用（通常使用JNI函数FindClass())，都将会引发一个exception。因此我们使用缓存的JNIExampleInterface对象去获取类的引用（有趣的是，我们不能缓存类引用本身，JVM认为这种引用在本地代码中是不可见的，因此任何试图使用它都会触发JVM产生exception）。3、为了获取callBack()的函数ID，我们需要指定其名称和JNI签名式。这里的签名式指出该函数需要一个java.lang.String对象作为参数，返回值为空。关于函数签名式的更多信息请参阅JNI文档，你可以使用javap工具去查询非本地函数的签名式（本地函数的签名式信息已经包含在javah产生的头文件中了）。 为了测试从本地线程中调用函数，我们需要一个在另一个独立线程中运行的函数。它唯一的任务就是调用callback handler： <Thread start function>=void *native_thread_start(void *arg) {    sleep(1);    callback_handler((char *) "Called from native thread");}现在我们已经有了实现callVoid()函数的所有本地部分的代码： <callVoid function>/* * Class:     org_wooyd_android_JNIExample_JNIExampleInterface * Method:    callVoid * Signature: ()V */JNIEXPORT void JNICALL Java_org_wooyd_android_JNIExample_JNIExampleInterface callVoid  (JNIEnv *env, jclass cls) {    pthread_t native_thread;    callback_handler((char *) "Called from Java thread");    if(pthread_create(&native_thread, NULL, native_thread_start, NULL)) {        LOGE("callVoid: failed to create a native thread");    }}   实现其他本地函数getNewData()函数描述了如何在本地库中建立一个新的Java对象，并返回给调用者。为了获取类并创建其实例，我们再次使用缓存的Data对象。<getNewData implementation>=/* * Class:     org_wooyd_android_JNIExample_JNIExampleInterface * Method:    getNewData * Signature: (ILjava/lang/String;)Lorg/wooyd/android/JNIExample/Data; */JNIEXPORT jobject JNICALL Java_org_wooyd_android_JNIExample_JNIExampleInterface_getNewData  (JNIEnv *env, jclass cls, jint i, jstring s) {    jclass dataClass = env->GetObjectClass(gDataObject);    if(!dataClass) {        LOGE("getNewData: failed to get class reference");        return NULL;    }    jmethodID dataConstructor = env->GetMethodID(        dataClass, "<init>", "(ILjava/lang/String;)V");    if(!dataConstructor) {        LOGE("getNewData: failed to get method ID");        return NULL;    }    jobject dataObject = env->NewObject(dataClass, dataConstructor, i, s);    if(!dataObject) {        LOGE("getNewData: failed to create an object");        return NULL;    }    return dataObject;}getDataString()函数描述了如何在本地函数中获取对象属性值。<getDataString implementation>=/* * Class:     org_wooyd_android_JNIExample_JNIExampleInterface * Method:    getDataString * Signature: (Lorg/wooyd/android/JNIExample/Data;)Ljava/lang/String; */JNIEXPORT jstring JNICALL Java_org_wooyd_android_JNIExample_JNIExampleInterface_getDataString  (JNIEnv *env, jclass cls, jobject dataObject) {    jclass dataClass = env->GetObjectClass(gDataObject);    if(!dataClass) {        LOGE("getDataString: failed to get class reference");        return NULL;    }    jfieldID dataStringField = env->GetFieldID(        dataClass, "s", "Ljava/lang/String;");    if(!dataStringField) {        LOGE("getDataString: failed to get field ID");        return NULL;    }    jstring dataStringValue = (jstring) env->GetObjectField(        dataObject, dataStringField);    return dataStringValue;} JNI_OnLoad()函数的实现为了让JNI可以和Android JVM一起工作，必须提供JNI_OnLoad()函数。在本地库被装入到JVM时会调用该函数。之前我们已经提及许多任务要在该函数中完成，如：缓存全局JavaVM指针和对象实例。另外，我们需要在Java中调用的任何本地函数都必须注册，否则Android JVM将无法解析它们。具体函数实现如下：<JNIOnLoad implementation>=jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved){JNIEnv *env;gJavaVM = vm;LOGI("JNI_OnLoad called");if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {LOGE("Failed to get the environment using GetEnv()");return -1;}<Class instance caching><Native function registration>return JNI_VERSION_1_4;}由于本地线程无法存取functional classloader，所以我们需要将类引用缓存起来。正如之前所述，我们不能缓存类引用本身，我们缓存这些类的实例，之后我们可以通过GetObjectClass()JNI函数来获取类引用。我们要记住的一点就是我们必须使用NewGlobalRef()函数将这些对象保护起来，以免被GC回收，这样就可以在JVM的整个生命周期内的任何线程中使用。建立实例并将其保存到全局变量是函数initClassHelper()的工作：<initClassHelper implementation>=void initClassHelper(JNIEnv *env, const char *path, jobject *objptr) {    jclass cls = env->FindClass(path);    if(!cls) {        LOGE("initClassHelper: failed to get %s class reference", path);        return;    }    jmethodID constr = env->GetMethodID(cls, "<init>", "()V");    if(!constr) {        LOGE("initClassHelper: failed to get %s constructor", path);        return;    }    jobject obj = env->NewObject(cls, constr);    if(!obj) {        LOGE("initClassHelper: failed to create a %s object", path);        return;    }    (*objptr) = env->NewGlobalRef(obj);}定义了这个函数，缓存类实例就是小菜一碟了<Class instance caching>    initClassHelper(env, kInterfacePath, &gInterfaceObject);    initClassHelper(env, kDataPath, &gDataObject);为了注册本地函数，我们建立一个JNINativeMethod结构的数组，该结构包含函数名称、签名式（可以从javah产生的注释中拷贝）、实现函数的指针。然后将这个数组传递给Android的registerNativeMethods()函数: <Native function registration>    JNINativeMethod methods[] = {        {            "callVoid",            "()V",            (void *) Java_org_wooyd_android_JNIExample_JNIExampleInterface_callVoid        },        {            "getNewData",            "(ILjava/lang/String;)Lorg/wooyd/android/JNIExample/Data;",            (void *) Java_org_wooyd_android_JNIExample_JNIExampleInterface_getNewData        },        {            "getDataString",            "(Lorg/wooyd/android/JNIExample/Data;)Ljava/lang/String;",            (void *) Java_org_wooyd_android_JNIExample_JNIExampleInterface_getDataString        }    };    if(android::AndroidRuntime::registerNativeMethods(        env, kInterfacePath, methods, NELEM(methods)) != JNI_OK) {        LOGE("Failed to register native methods");        return -1;    }编译本地库这里仅介绍使用Android.mk编译本地库的方法，你必须先现在Android的整个源码。为你的本地库建立一个目录，如：/path/to/android/source/code/vendor/your/sample。将Native的源码文件放到该目录下，并建立Android.mk文件，内容如下：# This makefile supplies the rules for building a library of JNI code for# use by our example platform shared library.LOCAL_PATH:= $(call my-dir)include $(CLEAR_VARS)LOCAL_MODULE_TAGS := optional# This is the target being built.LOCAL_MODULE:= libjniexample# All of the source files that we will compile.LOCAL_SRC_FILES:= \             JNIExample.cpp# All of the shared libraries we link against.LOCAL_SHARED_LIBRARIES := \             libandroid_runtime \             libnativehelper \             libcutils \             libutils# No static libraries.LOCAL_STATIC_LIBRARIES :=# Include C headers#LOCAL_C_INCLUDES+= \#            $(call include-path-for, dbus)#LOCAL_C_INCLUDES +=\#            external/freetype/include \# Also need the JNI headers.LOCAL_C_INCLUDES += \             $(JNI_H_INCLUDE)# No specia compiler flags.LOCAL_CFLAGS +=# Don't prelink this library.  For more efficient code, you may want# to add this library to the prelink map and set this to true.LOCAL_PRELINK_MODULE := falseinclude $(BUILD_SHARED_LIBRARY)在Java代码中使用本地函数我们将建立一个简单的activity，来使用JNI函数。我们唯一要做的就是在activity的onCreate()函数中load本地JNI库，使得其中定义的函数在Java中可用。整体结构如下： <JNIExample.java>=package org.wooyd.android.JNIExample;import android.app.Activity;import android.view.View;import android.widget.Button;import android.widget.TextView;import android.os.Bundle;import android.os.Handler;import android.os.Message;import org.wooyd.android.JNIExample.JNIExampleInterface;import org.wooyd.android.JNIExample.Data;import android.util.Log;public class JNIExample extends Activity{    TextView callVoidText, getNewDataText, getDataStringText;    Button callVoidButton, getNewDataButton, getDataStringButton;    Handler callbackHandler;    JNIExampleInterface jniInterface;    @Override    public void onCreate(Bundle savedInstanceState)     {         super.onCreate(savedInstanceState);         setContentView(R.layout.main);         <Load JNI library>         <callVoid demo>         <getNewData demo>         <getDataString demo>    }}首先使用System.loadLibrar安装库。try {         System.loadLibrary("libjniexample.so";    } catch (Exception ex) {         Log.e("JNIExample", "failed to install native library: " + ex);    }接下来就是调用本地库函数并显示结果。为了演示callVoid()，我们必须先初始化一个handler，并将其传给JNI接口类，以使得我们能接受到callback消息： <callVoid demo>callVoidText = (TextView) findViewById(R.id.callVoid_text);    callbackHandler = new Handler() {        public void handleMessage(Message msg) {            Bundle b = msg.getData();            callVoidText.setText(b.getString("callback_string"));        }    };    jniInterface = new JNIExampleInterface(callbackHandler);建立一个按钮，按下的时候调用callVoid: <callVoid demo>    callVoidButton = (Button) findViewById(R.id.callVoid_button);    callVoidButton.setOnClickListener(new Button.OnClickListener() {        public void onClick(View v) {            jniInterface.callVoid();                    }     }); <getNewData demo>    getNewDataText = (TextView) findViewById(R.id.getNewData_text);      getNewDataButton = (Button) findViewById(R.id.getNewData_button);    getNewDataButton.setOnClickListener(new Button.OnClickListener() {        public void onClick(View v) {            Data d = jniInterface.getNewData(42, "foo");            getNewDataText.setText(                "getNewData(42, \"foo\") == Data(" + d.i + ", \"" + d.s + "\")");        }    });<getDataString demo>getDataStringText = (TextView) findViewById(R.id.getDataString_text);getDataStringButton = (Button) findViewById(R.id.getDataString_button);getDataStringButton.setOnClickListener(new Button.OnClickListener() {public void onClick(View v) {Data d = new Data(43, "bar");String s = jniInterface.getDataString(d);getDataStringText.setText("getDataString(Data(43, \"bar\")) == \"" + s + "\"");}});references：JNIExampleJNI references：Sun's Java Native Interface guideJava Native Interface: Programmer's Guide and Specification 

 

最后我还在JNI_OnUnload里把那个全局变量的jobject给用DeleteGlobalRef掉。