Android Java对象和底层结构体转换

JNI提供了Java和native代码相互调用的接口，注意是相互调用，不仅仅是Java可以调用native，native也是可以调用Java的。但是使用的时候，我们会遇到一些问题，本文介绍一下Java对象和底层结构体的转换。

Java 对象

我们有Person类，

public class Person {    public int ID;    public String name;    public byte[] data;}

底层结构体

Student结构体，由于我们底层采用c实现，而c没有字符串类型（C++有），所以我们采用char数组来存储字符串。

typedef struct {    int ID;    char name[255];    char data[255];} Student;

我们来介绍，如何将Student对象传递到底层，并将其转换为底层Student结构体。

NDK配置

首先，我们新建一个JNIUtils类，用来从java调用底层代码，

public class JNIUtils {    public static native void passJava2Native(Student persion);    public static native Student getJavaFromNative();    static {        System.loadLibrary("java2struct");    }}

我们定义了两个本地方法，一个是将Java对象传递给底层，另一个是从底层返回一个Java对象。
然后，我们执行javah -jni com.example.java2struct.JNIUtils命令来得到头文件，并得到两个本地方法的函数名，

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_java2struct_JNIUtils_passJava2Native  (JNIEnv *, jclass, jobject);JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_example_java2struct_JNIUtils_getJavaFromNative  (JNIEnv *, jclass);

底层接收Java对象

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_java2struct_JNIUtils_passJava2Native(JNIEnv * env, jclass class, jobject object) 

第三个参数就是我们传递进来的Student对象了。问题，就是，我们如何得到其各个成员变量的值呢？
别急，JNI提供了GetFieldID方法，用来得到Java对象的FiledID，调用格式如下（C代码格式，C++代码有所不同），

(*env)->GetFieldID(env, clzz, fieldName, fieldSig);

clzz为jclass类，可以通过(*env)->FindClass来获得，fieldName是成员的名称，fieldSig是成员的签名。关于类型签名，可以参考JNI java 类型签名
得到ID后，我们根据成员的类型来决定调用以下方法，值得注意的是，Java的String也是类，所以可以通过GetObjectField来得到String类型的成员变量。

GetObjectField,
GetBooleanField,
GetByteField,
GetCharField,
GetShortField,
GetIntField,
GetLongField,
GetFloatField,
GetDoubleField,

完整的代码如下，得到所有的成员变量后，我们将其值赋给结构体。

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_java2struct_JNIUtils_passJava2Native(        JNIEnv * env, jclass class, jobject object) {    LOGE("call passJava2Native!");    jclass jcRec = (*env)->FindClass(env, "com/example/java2struct/Student");    jfieldID jfID = (*env)->GetFieldID(env, jcRec, "ID", "I");    jfieldID jfname = (*env)->GetFieldID(env, jcRec, "name",            "Ljava/lang/String;");    jfieldID jfdata = (*env)->GetFieldID(env, jcRec, "data", "[B");    int ID = (*env)->GetIntField(env, object, jfID);    LOGE("ID: %d", ID);    jstring name = (jstring)(*env)->GetObjectField(env, object, jfname);    //convert jstring to char    char* charname = (char*) (*env)->GetStringUTFChars(env, name, 0);    LOGD("name: %s", charname);    LOGE("name size : %d", strlen(charname));    jbyteArray ja = (jbyteArray)(*env)->GetObjectField(env, object, jfdata);    int nArrLen = (*env)->GetArrayLength(env, ja);    char *chardata = (char*) (*env)->GetByteArrayElements(env, ja, 0);    LOGW("data: %s", chardata);    Student student;    student.ID = ID;    strcpy(student.name, charname);    strcpy(student.data, chardata);    printStudent(student);}

我们就可以得到相应的成员变量啦。然后我们就可以赋值给结构体。

底层如何返回Java对象

上面介绍了底层如何解析Java对象，这部分介绍底层如何返回一个Java对象，步骤如下，
1. (*env)->FindClass得到类
2. (*env)->AllocObject新建一个类的示例
3. (*env)->GetFieldID得到域ID
4. 设置域，方法如下，

SetObjectField,
SetBooleanField,
SetByteField,
SetCharField,
SetShortField,
SetIntField,
SetLongField,
SetFloatField,
SetDoubleField,

设置域（成员变量）后，然后将该对象返回即可。完整的代码如下，

JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_example_java2struct_JNIUtils_getJavaFromNative(        JNIEnv * env, jclass class) {    Student student;    student.ID = 1234;    char *charname = "Paul";    char *chardata = "I am a student";    strcpy(student.name, charname);    strcpy(student.data, chardata);    printStudent(student);    LOGE("call getJavaFromNative!");    jclass jcRec = (*env)->FindClass(env, "com/example/java2struct/Student");    jfieldID jfID = (*env)->GetFieldID(env, jcRec, "ID", "I");    jfieldID jfname = (*env)->GetFieldID(env, jcRec, "name",            "Ljava/lang/String;");    jfieldID jfdata = (*env)->GetFieldID(env, jcRec, "data", "[B");    jobject joRec = (*env)->AllocObject(env, jcRec);    (*env)->SetIntField(env, joRec, jfID, student.ID);    //convert char to jstring    jstring jstrn = (*env)->NewStringUTF(env, student.name);    (*env)->SetObjectField(env, joRec, jfname, jstrn);    //convert char to byte    int length = strlen(student.data);    jbyteArray jbarr = (*env)->NewByteArray(env, length);    jbyte *jb = (*env)->GetByteArrayElements(env, jbarr, 0);    memcpy(jb, student.data, length);    (*env)->SetByteArrayRegion(env, jbarr, 0, length, jb);    (*env)->SetObjectField(env, joRec, jfdata, jbarr);    return joRec;}

代码下载地址Github