Java本地調用JNI使用規(guī)范詳解

一、 JNI概述

JavaNative Interface的縮寫，中文為Java本地調用。從Java1.1開始，JNI即成為Java標準的一部分。

JNI設計的目的是為了允許Java代碼與其他語言進行交互。但這樣做通常會導致喪失平臺可移植性，通常是在特定的需求下進行，例如使用舊的其他語言的庫、需要獲得Java類庫不支持的某種基于具體平臺的特性、大量數學計算性能優(yōu)化等。

二、 JNI數據類型和數據結構

1.基本類型

JNI基本類型和本地等效類型的對應表格如下：

PSE: collapse" cellspacing="0">

Java類型	本地類型	說明
boolean	jboolean	無符號，8位
byte	jbyte	無符號，8位
char	jchar	無符號，16位
short	jshort	有符號，16位
int	jint	有符號，32位
long	jlong	有符號，64位
float	jfloat	32位
double	jdouble	64位
void	void	無

為了使用方便，還提供了如下定義：

#define JNI_FALSE 0

#define JNI_TRUE 1

Jsize類型用于描述主要指數和大�。�

typedef jint jsize；

2.引用類型

除了基本類型外，JNI還包含了很對對應于不同Java對象的引用類型，JNI引用類型的組織層次如下圖所示：

在c語言中，所有其他JNI引用類型都被定義為與jobject一樣，例如：

typedef jobject jclass;

在C++中，JNI引入虛構類以加強子類關系，例如：

class _jobject{};

class _jstring : public jobject{};

…

typedef _jobject jobject;

typedef _jstring jstring;

3.方法ID和域ID

方法ID和域ID是常規(guī)的C指針類型：

struct_jmethodID; /*不透明結構*/

typedefstruct _jmethodID *jmethodID; /*方法ID*/

struct_jfieldID; /*不透明結構*/

typedefstruct _jfieldID *jfieldID /*域ID*/

4.值類型

jvalue聯合在參數數組中用作單元類型，其聲明如下：

  typedefunion _jvalue
{
    jboolean z;
    jbyte b;
    jchar c;
    jshort s;
    jint i;
    jlong j;
    jfloat f;
    jdouble d;
    jobject l;
}jvalue;

5.UTF8字符串

JNI的UTF8字符串與標準UTF8格式有兩個區(qū)別，第一，空字節(jié)0使用雙字節(jié)格式進行編碼，而不是標準UTF8的單字節(jié)；第二，只使用單字節(jié)、雙字節(jié)和三字節(jié)格式，不支持更長的字節(jié)格式。

三、 JNI接口函數命名方式

1. 類型簽名

Java虛擬機的類型簽名如下：

類型簽名	Java類型
Z	boolean
B	byte
C	char
S	short
I	int
J	long
F	float
D	double
Lfully-qulitied-class;	全限定類
[type	type[] 數組
(argtypes)rettype	方法類型

例如，Java方法int feet(int n, String s,int [] arr)的類型簽名如下：

（ILJava/lang/String;[I）I

圓括號里面為參數，I表示第一個參數int型，LJava/lang/String;表示第二個參數為全限定Java.lang.String類型，[I表示第三個參數為int型的數組，圓括號后面為返回值類型，I表示返回值為int型。

2. 一般函數的JNI接口函數命名方式

一般JNI接口函數命名如下：

Java_包名_類名_方法名。

例如：某工程下Sample/test包下MySigal類的int GetASample()方法的C語言實現函數命名如下：

jint Java_Sample_test_MySigal_GetASample(JNIEnv* env,jobjectobj)

其中，包名所包含的“/”應全部以下劃線替代，其本地實現的參數和返回值也應轉換為JNI類型。

3. 重載函數的JNI接口函數命名方式

重載函數的JNI實現在一般函數的JNI實現之外，還應添加上類型簽名以作為同名函數之間的區(qū)別，其接口函數命名如下：

Java_包名_類名_方法名_參數簽名。

例如：某工程下Sample/test包下MySigal類的int GetASample(int n, String s,int [] arr)方法的C語言實現函數命名如下：

jintJava_Sample_test_MySigal_GetASample_ILJava_lang_String_2_3I

(JNIEnv*env, jobject obj, jint n, jstring s, jintarray arr)。

JNI在函數命名時采用名字擾亂方案，以保證所有的Unicode字符都能轉換為有效的C函數名，所有的“/”,無論是包名中的還是全限定類名中的，均使用“_”代替，用_0,…,_9來代替轉義字符，如下：

轉義字符序列	表示
_0XXXX	Unicode字符XXXX
_1	字符“_”
_2	簽名中的字符“；”
_3	簽名中的字符“[”

四、 JNI函數與API

在目前的應用中，我們所主要需要關心的是C/C++數據類型與JNI本地類型之間的轉化過程，這個過程某些數據的轉換需要使用JNIEnv對象的一系列方法來完成。

1．jstring轉換為C風格字符串

char* test = (char*)(*env)->GetStringUTFChars(env,jstring,NULL);

使用完畢后，應調用：

(*env)->ReleaseStringUTFChars(env,jstring, test);

釋放資源。

2．C風格字符串轉換為jstring

char charStr[50];

jstring jstr;

jstr = env ->NewStringUTF(charStr);

3．C語言中獲取的一段char*的buffer傳遞給Java

在jni中new一個byte數組，然后使用

(*env)->SetByteArrayRegion(env,bytearray, 0, len, buffer)

操作將buffer拷貝到數組中。

這種方式主要是針對buffer中存在“\0”的情況，如果以C風格字符串的方式讀入，就會損失“\0”之后的字符。

4．數組操作

數組操作的相關函數列表如下：

JNI函數	功能
GetArrayLength	返回數組中的元素數
NewObjectArray	創(chuàng)建一個指定長度的原始數據類型數組
GetObjectArrayElement	返回Object數組的元素
SetObjectArrayElement	設置Object數組的元素
GetObjectArrayRegion	將原始數據類型數組中的內容拷貝到預先分配好的內存緩存中
SetObjectArrayRegion	設置緩存中數組的值
ReleaseObjectArrayRegion	釋放GetObjectArrayRegion分配的內存

對int，char等基本數據類型的數組操作，將相關Object名稱替換為對應基本數據類型名稱即為相關函數。

數組操作的方法選擇基于使用者的需求而定，如果使用者需要在內存中拷貝數組并對其進行操作那么一般使用GetObjectArrayRegion和SetObjectArrayRegion函數，否則一般使用SetObjectArrayElement和GetObjectArrayElement函數。