JNI：使用RegisterNatives方法传递和使用Java自定义类

除了使用传统方法实现JNI外，也可以使用RegisterNatives实现JNI。和传统方法相比，使用RegisterNatives的好处有三点：
1、C＋＋中函数命名自由，不必像javah自动生成的函数声明那样，拘泥特定的命名方式；
2、效率高。传统方式下，Java类call本地函数时，通常是依靠VM去动态寻找.so中的本地函数(因此它们才需要特定规则的命名格式)，而使用RegisterNatives将本地函数向VM进行登记，可以让其更有效率的找到函数；
3、运行时动态调整本地函数与Java函数值之间的映射关系，只需要多次call RegisterNatives()方法，并传入不同的映射表参数即可。
为了使用RegisterNatives，我们需要了解JNI_OnLoad和JNI_OnUnload函数。JNI_OnLoad()函数在VM执行System.loadLibrary(xxx)函数时被调用，它有两个重要的作用：

• 指定JNI版本：告诉VM该组件使用那一个JNI版本(若未提供JNI_OnLoad()函数，VM会默认该使用最老的JNI 1.1版)，如果要使用新版本的JNI，例如JNI 1.4版，则必须由JNI_OnLoad()函数返回常量JNI_VERSION_1_4(该常量定义在jni.h中) 来告知VM。
• 初始化设定，当VM执行到System.loadLibrary()函数时，会立即先呼叫JNI_OnLoad()方法，因此在该方法中进行各种资源的初始化操作最为恰当，RegisterNatives也在这里进行。

JNI_OnUnload()当VM释放该组件时被调用，JNI_OnUnload()函数的作用与JNI_OnLoad()对应，因此在该方法中进行善后清理，资源释放的动作最为合适。

Java代码和使用哪种方式实现JNI无关，如下所示：

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1. class MyJavaClass  
2. {  
3.  public int iValue;  
4.  public void Squa(){iValue = iValue*iValue;}  
5. }  
6. public class RegisterNativesTest  
7. {  
8.  static{  
9.   System.load("/home/zmh/workspace/RegisterNativesTest/lib/libCallClass.so");  
10.  }  
11.  public static void main(String[] args)  
12.  {  
13.   RegisterNativesTest app = new RegisterNativesTest();  
14.   MyJavaClass obj = new MyJavaClass();  
15.   obj.iValue = 10;  
16.   System.out.println("Before callCustomClass: " + obj.iValue);  
17.   app.callCustomClass(obj);  
18.   System.out.println("After callCustomClass: " + obj.iValue);  
19.  }  
20.  private native void callCustomClass(MyJavaClass obj);  
21. }  

C＋＋的代码可以分为两部分：实现callCustomClass方法和注册callCustomClass。
实现callCustomClass方法的代码如下：

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1. void callCustomClass(JNIEnv* env, jobject, jobject obj)  
2. {  
3.  jclass cls = env->GetObjectClass(obj);  
4.  jfieldID fid = env->GetFieldID(cls, "iValue", "I");  
5.  jmethodID mid = env->GetMethodID(cls, "Squa", "()V");  
6.  int value = env->GetIntField(obj, fid);  
7.  printf("Native: %d\n", value);  
8.  env->SetIntField(obj, fid, 5);  
9.  env->CallVoidMethod(obj, mid);  
10.  value = env->GetIntField(obj, fid);  
11.  printf("Native:%d\n", value);  
12. }  

C＋＋函数内忽略this指针，他所接收的jobject是“Java程序代码传递过来的Java object reference“在原生端的形式，在C＋＋中对jobject的改变在java中也是有效的。如果想要访问Java数据成员和函数，得先使用GetFieldID或GetMethodID分别获取数据成员和函数的识别码，这两个函数的参数依次为1）class object；2）包含元素名称的字符串；3）表示类型的字符串。
注册callCustomClass在JNI_OnLoad中进行，代码如下：

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1. static JNINativeMethod s_methods[] = {  
2. {"callCustomClass", "(LMyJavaClass;)V", (void*)callCustomClass},  
3. };  
4.   
5. int JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)  
6. {  
7.  JNIEnv* env = NULL;  
8.    if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK)  
9.    {  
10.       return JNI_ERR;  
11.    }  
12.   
13.  jclass cls = env->FindClass("LRegisterNativesTest;");  
14.    if (cls == NULL)  
15.    {  
16.       return JNI_ERR;  
17.    }  
18.   
19.    int len = sizeof(s_methods) / sizeof(s_methods[0]);  
20.    if (env->RegisterNatives(cls, s_methods, len) < 0)  
21.    {  
22.       return JNI_ERR;  
23.    }  
24.   
25.    return JNI_VERSION_1_4;  
26. }  

在C＋＋和Java中创建关联的是JNINativeMethod，它在jni.h中定义：

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1. /*  
2.  * used in RegisterNatives to describe native method name, signature,  
3.  * and function pointer.  
4.  */  
5. typedef struct {  
6.     char *name;  
7.     char *signature;  
8.     void *fnPtr;  
9. } JNINativeMethod;  

name是java中定义的native函数的名字，fnPtr是函数指针，也就是C＋＋中java native函数的实现。signature是java native函数的签名，可以认为是参数和返回值。比如(LMyJavaClass;)V，表示函数的参数是LMyJavaClass，返回值是void。对于基本类型，对应关系如下：

<p style="margin-top: 0px; margin-bottom: 0px; padding-top: 0px; padding-bottom: 0px;"><span class="pun">字符</span><span class="pln">     </span><span class="typ">Java</span><span class="pun">类型</span><span class="pln">     C</span><span class="pun">/</span><span class="pln">C</span><span class="pun">++类型</span><span class="pln">V           </span><span class="kwd">void</span><span class="pln">         </span><span class="kwd">void</span><span class="pln">Z         jboolean      </span><span class="kwd">boolean</span><span class="pln">I            jint           </span><span class="kwd">int</span><span class="pln">J           jlong         </span><span class="kwd">long</span><span class="pln">D         jdouble       </span><span class="kwd">double</span><span class="pln">F          jfloat         </span><span class="kwd">float</span><span class="pln">B          jbyte         </span><span class="kwd">byte</span><span class="pln">C          jchar          </span><span class="kwd">char</span><span class="pln">S          jshort        </span><span class="kwd">short</span></p>

数组则以"["开始，用两个字符表示，比如int数组表示为［I，以此类推。
如果参数是Java类，则以"L"开头，以";"结尾，中间是用"/"隔开包及类名，例如Ljava/lang/String;，而其对应的C＋＋函数的参数为jobject，一个例外是String类，它对应C＋＋类型jstring。