JNI數(shù)據(jù)類型

JNI的數(shù)據(jù)類型包含兩種: 基本類型和引用類型

基本類型

基本類型主要有jboolean, jchar, jint等, 它們和Java中的數(shù)據(jù)類型對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示:

引用類型(對(duì)象)

JNI中的引用類型主要有類, 對(duì)象和數(shù)組. 它們和Java中的引用類型的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示:

native函數(shù)參數(shù)說(shuō)明

每個(gè)native函數(shù)，都至少有兩個(gè)參數(shù)（JNIEnv*,jclass或者jobject)啥供。

1）當(dāng)native方法為靜態(tài)方法時(shí)：
jclass 代表native方法所屬類的class對(duì)象(JniTest.class)悯恍。

2）當(dāng)native方法為非靜態(tài)方法時(shí)：
jobject 代表native方法所屬的對(duì)象。

native函數(shù)的頭文件可以自己寫伙狐。

關(guān)于屬性與方法的簽名

注意：

• 類描述符開(kāi)頭的 'L' 與結(jié)尾的 ';' 必須要有

• 數(shù)組描述符,開(kāi)頭的 '[' 必須要有

• 方法描述符規(guī)則: "(各參數(shù)描述符)返回值描述符",其中參數(shù)描述符間沒(méi)有任何分隔符號(hào)

從上表可以看出, 基本數(shù)據(jù)類型的簽名基本都是單詞的首字母大寫, 但是boolean和long除外因?yàn)锽已經(jīng)被byte占用, 而long也被Java類簽名的占用.

對(duì)象和數(shù)組的簽名稍微復(fù)雜一些.

對(duì)象的簽名就是對(duì)象所屬的類簽名, 比如String對(duì)象, 它的簽名為L(zhǎng)java/lang/String; .

數(shù)組的簽名為[+類型簽名, 例如byte數(shù)組. 其類型為byte, 而byte的簽名為B, 所以byte數(shù)組的簽名就是[B.同理可以得到如下的簽名對(duì)應(yīng)關(guān)系:

char[]      [C
float[]     [F
double[]    [D
long[]      [J
String[]    [Ljava/lang/String;
Object[]    [Ljava/lang/Object;

方法簽名具體方法：
獲取方法的簽名比較麻煩一些涮毫，通過(guò)下面的方法也可以拿到屬性的簽名。
打開(kāi)命令行贷屎，輸入javap罢防，出現(xiàn)以下信息：

javap命令

上述信息告訴我們，通過(guò)以下命令就可以拿到指定類的所有屬性唉侄、方法的簽名了咒吐，很方便有木有？！

javap -s -p 完整類名

我們通過(guò)cd命令渤滞，來(lái)到編譯生成的class字節(jié)碼文件目錄（注意：非src目錄贬墩。 eclipse 編譯生成的class字節(jié)碼文件在bin文件夾中， 而用idea編譯器 編譯生成的class字節(jié)碼文件在out\production下）妄呕，然后輸入命令：

D:\IdeaProjects\jni1\out\production\jni1>javap -s -p com.haocai.jni.JniTest 

得到以下信息：

Compiled from "JniTest.java"
public class com.haocai.jni.JniTest {
  public java.lang.String key;
    descriptor: Ljava/lang/String;
  public static int count;
    descriptor: I
  public com.haocai.jni.JniTest();
    descriptor: ()V

  public static native java.lang.String getStringFromC();
    descriptor: ()Ljava/lang/String;

  public native java.lang.String getString2FromC(int);
    descriptor: (I)Ljava/lang/String;

  public native java.lang.String accessField();
    descriptor: ()Ljava/lang/String;

  public native void accessStaticField();
    descriptor: ()V

  public native void accessMethod();
    descriptor: ()V

  public native void accessStaticMethod();
    descriptor: ()V

  public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V

  public int genRandomInt(int);
    descriptor: (I)I

  public static java.lang.String getUUID();
    descriptor: ()Ljava/lang/String;

  static {};
    descriptor: ()V
}

其中陶舞，descriptor：對(duì)應(yīng)的值就是我們需要的簽名了，注意簽名中末尾的分號(hào) ";" 不能省略绪励。

C/C++訪問(wèn)Java的屬性肿孵、方法

在JNI調(diào)用中，肯定會(huì)涉及到本地方法操作Java類中數(shù)據(jù)和方法疏魏。在Java1.0中“原始的”Java到C的綁定中停做，程序員可以直接訪問(wèn)對(duì)象數(shù)據(jù)域。然而大莫，直接方法要求虛擬機(jī)暴露他們的內(nèi)部數(shù)據(jù)布局蛉腌，基于這個(gè)原因，JNI要求程序員通過(guò)特殊的JNI函數(shù)來(lái)獲取和設(shè)置數(shù)據(jù)以及調(diào)用java方法只厘。

有以下幾種情況：

1.訪問(wèn)Java類的非靜態(tài)屬性烙丛。
2.訪問(wèn)Java類的靜態(tài)屬性。
3.訪問(wèn)Java類的非靜態(tài)方法羔味。
4.訪問(wèn)Java類的靜態(tài)方法河咽。
5.間接訪問(wèn)Java類的父類的方法。
6.訪問(wèn)Java類的構(gòu)造方法赋元。

一忘蟹、訪問(wèn)Java的非靜態(tài)屬性

Java聲明如下：

 public String name = "kpioneer";

//訪問(wèn)非靜態(tài)屬性name，修改它的值 
//accessField 自定義的一個(gè)方法
public native void accessField();

C代碼如下：

//把java中的變量name中值kpioneer 變?yōu)閗pioneer Goodman
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_haocai_jni_JniTest_accessField
(JNIEnv *env, jobject jobject) {
    //Jclass 
    //jobj是t對(duì)象
    jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, jobject);
    //jfieldID
    //屬性名稱搁凸，屬性簽名
    jfieldID fid = (*env)->GetFieldID(env, cls, "name", "Ljava/lang/String;");


    //類似于反射
    //拿到j(luò)niTest(jobject) 中name的值
    /*
    Get<Type>Field：
    GetFloatField
    GetIntField
    GetLongField
    ...
    */
    jstring jstr = (*env)->GetObjectField(env, jobject, fid);
    printf("jstr:%#x\n", &jstr);
    //printf("jstr:%#x\n", &jstr);
    //jstring -> C 字符串

    boolean isCopy =NULL;
    //函數(shù)內(nèi)部復(fù)制了媚值，isCopy 為JNI_TRUE,沒(méi)有復(fù)制JNI_FALSE
    char *c_str = (*env)->GetStringUTFChars(env, jstr, &isCopy );
    //意義：isCopy為JNI_FALSE,c_str和jstr都指向同一個(gè)字符串，不能修改java字符串

    char text[20] = " Goodman";
    strcat(c_str, text);//拼接函數(shù)

    //再把C字符串 ->jstring
    jstring new_str = (*env)->NewStringUTF(env, c_str);
    printf("jstr:%#x\n", &new_str);
    //修改name
    /*
    Set<Type>Field：
    SetFloatField
    SetIntField
    SetLongField
    ...
    */
    (*env)->SetObjectField(env, jobject, fid, new_str);

    //最后釋放資源坪仇，通知垃圾回收器來(lái)回收
    //良好的習(xí)慣就是杂腰，每次GetStringUTFChars，結(jié)束的時(shí)候都有一個(gè)ReleaseStringUTFChars與之呼應(yīng)
    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, jstr, c_str);
    return new_str;
}

最后在Java中測(cè)試：

public static void main(String[] args) {
        JniTest jniTest = new JniTest();
        System.out.println("name修改前："+jniTest.name);
        jniTest.accessField();
        System.out.println("name修改后："+jniTest.name);
}

結(jié)果輸出：
name修改前：kpioneer
name修改后：kpioneer Goodman
jstr:0x27cf238  //調(diào)用的C也打印輸出
jstr:0x27cf2a8  

二椅文、訪問(wèn)Java的靜態(tài)屬性

Java聲明如下：

public static int count = 9;
public native void accessStaticField();

C代碼如下：

//訪問(wèn)靜態(tài)屬性
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_haocai_jni_JniTest_accessStaticField
(JNIEnv *env, jobject jobj) {
    //jclass
    jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, jobj);
    //jfieldID
    jfieldID fid =(*env)->GetStaticFieldID(env, cls, "count", "I");
    //GetStatic<Type>Field
    jint count = (*env)->GetStaticIntField(env, cls, fid);
    count++;
    //修改
    //SetStatic<Type>Field
    (*env)->SetStaticIntField(env, cls, fid, count);
}

最后在Java中測(cè)試：

public static void main(String[] args) {
    JniTest jniTest= new JniTest();
    System.out.println("count修改前："+count);
    jniTest.accessStaticField();
    System.out.println("count修改后："+count);
}

結(jié)果輸出：
count修改前：9
count修改后：10

三、訪問(wèn)Java的非靜態(tài)方法

Java聲明如下：

    //產(chǎn)生指定范圍的隨機(jī)數(shù)
    public int genRandomInt(int max){
        System.out.println("genRandomInt 執(zhí)行了..");
        return new Random().nextInt(max);
    }

C代碼如下：

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_haocai_jni_JniTest_accessMethod
(JNIEnv *env, jobject jobj) {

    //Jclass
    jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, jobj);
    //JmethodID
    jfieldID mFid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "genRandomInt", "(I)I");
    //調(diào)用
    //Call<Type>Method
    jint random = (*env)->CallIntMethod(env, jobj, mFid, 200);
    printf("random num:%ld",random);

}

最后在Java中測(cè)試：

public static void main(String[] args) {
    JniTest jniTest= new JniTest();
    jniTest.accessMethod();
}
結(jié)果輸出：
genRandomInt 執(zhí)行了..

random num:109

四惜颇、訪問(wèn)Java的靜態(tài)方法

Java聲明如下：

    public static  String getUUID(){
      return  UUID.randomUUID().toString();
    }

C代碼如下：

//訪問(wèn)Java靜態(tài)方法
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_haocai_jni_JniTest_accessStaticMethod
(JNIEnv *env, jobject jobj) {

    //Jclass
    jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, jobj);
    //JmethodID
    jfieldID mFid = (*env)->GetStaticMethodID(env, cls, "getUUID", "()Ljava/lang/String;");

    //調(diào)用
    //CallStatic<Type>Method
    jstring uuid = (*env)->CallStaticObjectMethod(env, jobj, mFid);
    
    //隨機(jī)文件名稱 uuid.txt
    //jstring -> char*
    //isCopy JNI_FALSE,代表java和c操作的是同一個(gè)字符串
    char *uuid_str = (*env)->GetStringUTFChars(env, uuid, NULL);
    //拼接
    char filename[100];
    sprintf(filename, "D://%s.txt", uuid_str);
    FILE *fp = fopen(filename, "w");
    fputs("i love kpioneer", fp);
    fclose(fp);


}

最后在Java中測(cè)試：

public static void main(String[] args) {
        JniTest jniTest = new JniTest();

        jniTest.accessStaticMethod();.
}

最終在D盤目錄下生成名為2fbf3e41-741b-4899-8e4e-a6a80a23a0b2（UUID隨機(jī)生成） 的txt文件

五皆刺、訪問(wèn)Java類的構(gòu)造方法

Java聲明如下：

    public native long accessConstructor();

C代碼如下：

//訪問(wèn)Java類的構(gòu)造方法
//使用java.util.Date產(chǎn)生一個(gè)當(dāng)前的事件戳
JNIEXPORT jlong  JNICALL Java_com_haocai_jni_JniTest_accesssConstructor
(JNIEnv *env, jobject jobj) {

    jclass cls = (*env)->FindClass(env, "java/util/Date");
    //jmethodID
    jmethodID  constructor_mid= (*env)->GetMethodID(env, cls,"<init>","()V");
    //實(shí)例化一個(gè)Date對(duì)象(可以在constructor_mid后加參)
    jobject date_obj =  (*env)->NewObject(env, cls, constructor_mid);
    //調(diào)用getTime方法
    jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "getTime", "()J");
    jlong time = (*env)->CallLongMethod(env, date_obj, mid);

    printf("time:%lld\n",time);

    return time;

}

最后在Java中測(cè)試：

public static void main(String[] args) {

        JniTest test = new JniTest();
        //直接在Java中構(gòu)造Date然后調(diào)用getTime
        Date date = new Date();
        System.out.println(date.getTime());
        //通過(guò)C語(yǔ)音構(gòu)造Date然后調(diào)用getTime
        long time = jniTest.accessConstructor();
        System.out.println(time);
}


結(jié)果輸出：
1509688828013
1509688828013

time:1509688828013

六、間接訪問(wèn)Java類的父類的方法

Java代碼如下：
父類：

public class Human {
    public void sayHi(){
        System.out.println("人類打招乎(父類)");
    }
}

子類：

public class Man extends Human {
    @Override
    public void sayHi() {
        System.out.println("男人打招乎");
    }
}

在TestJni類中有Human方法聲明：

    public Human human = new Man();

    public native void accessNonvirtualMethod();

如果是直接使用human .sayHi()的話凌摄，其實(shí)訪問(wèn)的是子類Man的方法
但是通過(guò)底層C的方式可以間接訪問(wèn)到父類Human的方法羡蛾，跳過(guò)子類的實(shí)現(xiàn)，甚至你可以直接哪個(gè)父類（如果父類有多個(gè)的話）锨亏，這是Java做不到的痴怨。

下面是C代碼實(shí)現(xiàn)忙干，無(wú)非就是屬性和方法的訪問(wèn)：

//調(diào)用父類的方法
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_haocai_jni_JniTest_accessNonvirtualMethod
(JNIEnv *env, jobject jobj) {

    jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, jobj);

    //獲取man屬性(對(duì)象)
    jfieldID fid = (*env)->GetFieldID(env, cls, "human", "Lcom/haocai/jni/Human;");
    //獲取
    jobject human_obj = (*env)->GetObjectField(env, jobj, fid);

    //執(zhí)行sayHi方法
    jclass human_cls = (*env)->FindClass(env, "com/haocai/jni/Human");
    jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, human_cls, "sayHi", "()V");
    
    //執(zhí)行Java相關(guān)的子類方法
    (*env)->CallObjectMethod(env, human_obj, mid);

    //執(zhí)行Java相關(guān)的父類方法
    (*env)->CallNonvirtualObjectMethod(env, human_obj, human_cls, mid);

}

1.當(dāng)有這個(gè)類的對(duì)象的時(shí)候，使用(env)->GetObjectClass()浪藻，相當(dāng)于Java中的test.getClass()
2.當(dāng)有沒(méi)有這個(gè)類的對(duì)象的時(shí)候捐迫，(env)->FindClass()，相當(dāng)于Java中的Class.forName("com.test.TestJni")
這里直接使用CallVoidMethod爱葵，雖然傳進(jìn)去的是父類的Method ID施戴，但是訪問(wèn)的讓然是子類的實(shí)現(xiàn)。

最后萌丈，通過(guò)CallNonvirtualVoidMethod赞哗，訪問(wèn)不覆蓋的父類方法（C++使用virtual關(guān)鍵字來(lái)覆蓋父類的實(shí)現(xiàn)），當(dāng)然你也可以指定哪個(gè)父類（如果有多個(gè)父類的話）辆雾。

最后在Java中測(cè)試：

    public static void main(String[] args) {
        JniTest jniTest = new JniTest();
        jniTest.human.sayHi();
        jniTest.accessNonvirtualMethod();

    }

結(jié)果輸出：
男人打招乎
男人打招乎  
人類打招乎(父類) 

實(shí)際案例---用JNI方法和屬性訪問(wèn)解決中文編碼亂碼問(wèn)題

中文亂碼

    char *cOutStr = "李四";
    string jstr = (*env)->NewStringUTF(env, cOutStr);
    return jstr; 直接返回會(huì)有中文亂碼問(wèn)題

原因分析肪笋，調(diào)用NewStringUTF的時(shí)候，產(chǎn)生的是UTF-16的字符串度迂，但是我們需要的時(shí)候UTF-8字符串涂乌。

如果使用C語(yǔ)言方法解決中文編碼問(wèn)題，代碼行數(shù)多（幾百行+）英岭，且容易產(chǎn)生問(wèn)題湾盒。所以直接通過(guò)Java 中的String(byte bytes[],String charsetName)構(gòu)造方法來(lái)進(jìn)行字符集變換，解決該問(wèn)題诅妹。

Java聲明如下：

  public native String chineseChars(String str);

C代碼如下：

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_haocai_jni_JniTest_chineseChars
(JNIEnv *env, jobject jobj,jstring in) {

//輸出
    char *cStr = (*env)->GetStringUTFChars(env, in, JNI_FALSE);
    printf("C %s\n", cStr);


    //c -> jstring
    char *cOutStr = "李四";
    //jstring jstr = (*env)->NewStringUTF(env, cOutStr);
    //return jstr; 直接返回會(huì)有中文亂碼問(wèn)題

    //解決中文亂碼問(wèn)題
    //執(zhí)行java 中String(byte bytes[],String charsetName);
    //1.jmethodID
    //2.byte數(shù)組
    //3.字符編碼

    jstring str_cls = (*env)->FindClass(env, "java/lang/String");
    //構(gòu)造方法用<init>
    jmethodID construvtor_mid =  (*env)->GetMethodID(env, str_cls, "<init>", "([BLjava/lang/String;)V");

    //jbyte-> char
    //jbyteArray -> char[]
    jbyteArray bytes = (*env)->NewByteArray(env, strlen(cOutStr));
    //byte數(shù)組賦值
    //從0到strlen(cOutStr)罚勾，從頭到尾
    (*env)->SetByteArrayRegion(env,bytes,0,strlen(cOutStr), cOutStr);

    //字符編碼jstring
    jstring charsetName = (*env)->NewStringUTF(env, "GB2312");

    //調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，返回編碼之后的jstring


    return (*env)->NewObject(env,str_cls, construvtor_mid,bytes, charsetName);

}

最后在Java中測(cè)試：

    public static void main(String[] args) {
       JniTest jniTest = new JniTest();
       String outStr = jniTest.chineseChars("張三");
       System.out.println("中文輸出："+outStr);
    }

結(jié)果輸出：
中文輸出：李四

C 張三

總結(jié)

• 1.C/C++完成的功能并不是所有代碼一定要C/C++語(yǔ)句寫吭狡，有時(shí)候C/C++可以調(diào)用現(xiàn)成的Java方法或?qū)傩越鉀Q問(wèn)題尖殃，能起到事半功倍的作用。

• 2.屬性划煮、方法的訪問(wèn)的使用是和Java的反射相類似送丰。

特別感謝：
動(dòng)腦學(xué)院Jason