深入理解Android（4）——理解Android中的JNI（下）

在前面文章中简单介绍了JNI,这一篇文章来简单看一下jni.h中定义的一些常用方法，来实现通过C++调用Android中的Java代码。

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一、两个参数的介绍

在前面的代码中我们会遇到两个参数，下面对这两个参数做一解释

1、JNIEnv是指向可用JNI函数表的接口指针，C代码中JNIEnv是指向JNINativeInterface结构的指针，在C语言中JNIEnv必须作为第一个参数传入每一个JNI函数的调用者，如：

（*env)->NewStringUTF(env, "helloworld");

在C++中，JNIEnv是C++类的实例，JNI函数以成员函数形式存在，所以在JNI环境中，无序传入该参数，如：

env->NetStringUTF("helloworld");

2、jobject是一个指向java对象的引用，如果本地方法是一个静态方法，则是指向类字节码文件的class对象。

二、JNI数据类型

1、基本类型映射

从上表中可以看出，Java的数据类型和C++的基本数据类型有一个映射关系，我们在使用JNI的时候可以直接使用Natvie Type来操作Native层的数据，这样就不用记忆复杂的映射关系了，从变量的名字上我们可以看到在Java的基本数据类型前面加一个字母‘j'就是对应的C++的Native类型。

2、引用类型映射

与基本类型不同的是，引用类型对原生的方法是不透明的（不能直接使用和修改），JNI提供了与这些引用类型密切相关的一组API ,这些API通过JNIEnv接口指针提供给原生函数。

我们在jni.h中可以看到上面类型的定义：

class _jobject {};
class _jclass : public _jobject {};
class _jthrowable : public _jobject {};
class _jstring : public _jobject {};
class _jarray : public _jobject {};
class _jbooleanArray : public _jarray {};
class _jbyteArray : public _jarray {};
class _jcharArray : public _jarray {};
class _jshortArray : public _jarray {};
class _jintArray : public _jarray {};
class _jlongArray : public _jarray {};
class _jfloatArray : public _jarray {};
class _jdoubleArray : public _jarray {};
class _jobjectArray : public _jarray {};

typedef _jobject *jobject;
typedef _jclass *jclass;
typedef _jthrowable *jthrowable;
typedef _jstring *jstring;
typedef _jarray *jarray;
typedef _jbooleanArray *jbooleanArray;
typedef _jbyteArray *jbyteArray;
typedef _jcharArray *jcharArray;
typedef _jshortArray *jshortArray;
typedef _jintArray *jintArray;
typedef _jlongArray *jlongArray;
typedef _jfloatArray *jfloatArray;
typedef _jdoubleArray *jdoubleArray;
typedef _jobjectArray *jobjectArray;

这些类的设计和Java一样，都继承自一个名为_jobject的父类。

三、对引用类型操作的例子

package com.example.test;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Toast;

import com.example.myfirstjniproj.R;

/**
 * 阳光小强 http://blog.****.net/dawanganban
 * @author lixiaoqiang
 *
 */
public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener{

	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_main);

		findViewById(R.id.jni_jstring_button).setOnClickListener(this);
		findViewById(R.id.jni_javaArray_button).setOnClickListener(this);
	}

	@Override
	public void onClick(View view) {
		switch (view.getId()) {
		case R.id.jni_jstring_button:
			showToast(jniStringTest("input string"));
			break;
		case R.id.jni_javaArray_button:
			int[] array = jniArrayTest();
			showToast("arr[1]=" + array[1] + " : arr[2]=" + array[2]);
			break;
		default:
			break;
		}
	}

	private void showToast(String content){
		Toast.makeText(MainActivity.this, content, Toast.LENGTH_SHORT).show();
	}

	public native String jniStringTest(String str);

	public native int[] jniArrayTest();

	static{
		System.loadLibrary("jnitest");
	}
}

通过javah生成的头文件

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_example_test_MainActivity */

#ifndef _Included_com_example_test_MainActivity
#define _Included_com_example_test_MainActivity
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_example_test_MainActivity
 * Method:    jniStringTest
 * Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_test_MainActivity_jniStringTest
  (JNIEnv *, jobject, jstring);

/*
 * Class:     com_example_test_MainActivity
 * Method:    jniArrayTest
 * Signature: ()[I
 */
JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_example_test_MainActivity_jniArrayTest
  (JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

c++实现

#include "com_example_test_MainActivity.h"
#include <stdlib.h>
using namespace std;

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_test_MainActivity_jniStringTest
  (JNIEnv * env, jobject obj, jstring str){
	//将java字符串转成c++字符串
	jboolean isCopy;
	const char* cstr = env->GetStringUTFChars(str, &isCopy);
	//释放原生字符串
	env->ReleaseStringUTFChars(str, cstr);
	//创建字符串
	jstring jstr = env->NewStringUTF("hello world");;

	return jstr;
}

JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_example_test_MainActivity_jniArrayTest
  (JNIEnv * env, jobject obj){
	//创建一个10个元素的数组
	jintArray intarray = env->NewIntArray(10);
	if(0 != intarray){
		jint nativeArray[10];
		//获取原生的数组
		env->GetIntArrayRegion(intarray, 0, 10, nativeArray);
		nativeArray[1] = 10;
		nativeArray[2] = 20;
		//设置改变
		env->SetIntArrayRegion(intarray, 0, 10, nativeArray);
	}
	return intarray;
}

四、访问域和获取ID

Java有两个域：实例域和静态域，每个实例都有自己的实例域副本，而一个类的所有实例共享一个静态域。

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_test_MainActivity_getInstanceField
  (JNIEnv * env, jobject obj){
	//通过对象获得类
	jclass clazz;
	clazz = env->GetObjectClass(obj);
	//获得实例域Id
	jfieldID instanceFieldId;
	instanceFieldId = env->GetFieldID(clazz, "instanceField", "Ljava/lang/String");
	//获得实例域
	jobject instanceField;
	instanceField = env->GetObjectField(obj, instanceFieldId);
	jstring jstr = env->NewStringUTF("获取成功");
	return jstr;
}

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_test_MainActivity_getStaticField
  (JNIEnv * env, jobject obj){
	jclass clazz;
	clazz = env->GetObjectClass(obj);
	jfieldID staticFieldId;
	staticFieldId = env->GetStaticFieldID(clazz, "staticField", "Ljava/lang/String");
	jobject staticField;
	staticField = env->GetStaticObjectField(clazz, staticFieldId);
	jstring jstr = env->NewStringUTF("获取成功");
	return jstr;
}

在上面代码中我们看到了“Ljava/lang/String"字符串，这个是获取ID的类型签名，Java的类型签名映射表如下：

五、调用Java中的方法

与上面的域一样，Java中也有两类方法，实例方法和静态方法，JNI提供了两类方法的函数

	public native void getInstanceMethod();

	public native void getStaticMethod();

	public String instanceMethod(){
		return "instanceMethod";
	}

	public static String staticMethod(){
		return "staticMethod";
	}

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_test_MainActivity_getInstanceMethod
  (JNIEnv * env, jobject obj){
	jclass clazz;
	clazz = env->GetObjectClass(obj);
	jmethodID instanceMethodId;
	instanceMethodId = env->GetMethodID(clazz, "instanceMethod", "()Ljava/lang/String");
	jstring instanceMethodResult;
	instanceMethodResult = env->CallStringMethod(obj, instanceMethodId);
}

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_test_MainActivity_getStaticMethod
  (JNIEnv * env, jobject obj){
	jclass clazz;
	clazz = env->GetObjectClass(obj);
	jmethodID staticMethodId;
	staticMethodId = env->GetStaticMethodID(clazz, "staticMethod", "()Ljava/lang/String");
	jstring staticMethodResult;
	staticMethodResult = env->CallStaticStringMethod(clazz, staticMethodId);
}