JNI使用规范详解
一、 JNI概述
JavaNative Interface的缩写，中文为Java本地调用。从Java1.1开始，JNI即成为Java标准的一部分。
JNI设计的目的是为了允许Java代码与其他语言进行交互。但这样做通常会导致丧失平台可移植性，通常是在特定的需求下进行，例如使用旧的其他语言的库、需要获得Java类库不支持的某种基于具体平台的特性、大量数学计算性能优化等。
二、 JNI数据类型和数据结构
1.基本类型
JNI基本类型和本地等效类型的对应表格如下：
|
Java类型
|
本地类型
|
说明
|
|
boolean
|
jboolean
|
无符号，8位
|
|
byte
|
jbyte
|
无符号，8位
|
|
char
|
jchar
|
无符号，16位
|
|
short
|
jshort
|
有符号，16位
|
|
int
|
jint
|
有符号，32位
|
|
long
|
jlong
|
有符号，64位
|
|
float
|
jfloat
|
32位
|
|
double
|
jdouble
|
64位
|
|
void
|
void
|
无
|
为了使用方便，还提供了如下定义：
#define JNI_FALSE 0
#define JNI_TRUE 1
Jsize类型用于描述主要指数和大小：
typedef jint jsize；
2.引用类型
除了基本类型外，JNI还包含了很对对应于不同Java对象的引用类型，JNI引用类型的组织层次如下图所示：
在C语言中，所有其他JNI引用类型都被定义为与jobject一样，例如：
typedef jobject jclass;
在C++中，JNI引入虚构类以加强子类关系，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是常规的C指针类型：
struct_jmethodID; /*不透明结构*/
typedefstruct _jmethodID *jmethodID; /*方法ID*/
struct_jfieldID; /*不透明结构*/
typedefstruct _jfieldID *jfieldID /*域ID*/
4.值类型
jvalue联合在参数数组中用作单元类型，其声明如下：
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字符串与标准UTF8格式有两个区别，第一，空字节0使用双字节格式进行编码，而不是标准UTF8的单字节；第二，只使用单字节、双字节和三字节格式，不支持更长的字节格式。
三、 JNI接口函数命名方式
1. 类型签名
Java虚拟机的类型签名如下：
|
类型签名
|
Java类型
|
|
Z
|
boolean
|
|
B
|
byte
|
|
C
|
char
|
|
S
|
short
|
|
I
|
int
|
|
J
|
long
|
|
F
|
float
|
|
D
|
double
|
|
Lfully-qulitied-class;
|
全限定类
|
|
[type
|
type[] 数组
|
|
(argtypes)rettype
|
方法类型
|
例如，Java方法int feet(int n, String s,int [] arr)的类型签名如下：
（ILJava/lang/String;[I）I
圆括号里面为参数，I表示第一个参数int型，LJava/lang/String;表示第二个参数为全限定Java.lang.String类型，[I表示第三个参数为int型的数组，圆括号后面为返回值类型，I表示返回值为int型。
2. 一般函数的JNI接口函数命名方式
一般JNI接口函数命名如下：
Java_包名_类名_方法名。
例如：某工程下Sample/test包下MySigal类的int GetASample()方法的C语言实现函数命名如下：
jint Java_Sample_test_MySigal_GetASample(JNIEnv* env,jobjectobj)
其中，包名所包含的“/”应全部以下划线替代，其本地实现的参数和返回值也应转换为JNI类型。
3. 重载函数的JNI接口函数命名方式
重载函数的JNI实现在一般函数的JNI实现之外，还应添加上类型签名以作为同名函数之间的区别，其接口函数命名如下：
Java_包名_类名_方法名_参数签名。
例如：某工程下Sample/test包下MySigal类的int GetASample(int n, String s,int [] arr)方法的C语言实现函数命名如下：
jintJava_Sample_test_MySigal_GetASample_ILJava_lang_String_2_3I
(JNIEnv*env, jobject obj, jint n, jstring s, jintarray arr)。
JNI在函数命名时采用名字扰乱方案，以保证所有的Unicode字符都能转换为有效的C函数名，所有的“/”,无论是包名中的还是全限定类名中的，均使用“_”代替，用_0,…,_9来代替转义字符，如下：
|
转义字符序列
|
表示
|
|
_0XXXX
|
Unicode字符XXXX
|
|
_1
|
字符“_”
|
|
_2
|
签名中的字符“；”
|
|
_3
|
签名中的字符“[”
|
四、 JNI函数与API
在目前的应用中，我们所主要需要关心的是C/C++数据类型与JNI本地类型之间的转化过程，这个过程某些数据的转换需要使用JNIEnv对象的一系列方法来完成。
1．jstring转换为C风格字符串
char* test = (char*)(*env)->GetStringUTFChars(env,jstring,NULL);
使用完毕后，应调用：
(*env)->ReleaseStringUTFChars(env,jstring, test);
释放资源。
2．C风格字符串转换为jstring
char charStr[50];
jstring jstr;
jstr = env ->NewStringUTF(charStr);
3．C语言中获取的一段char*的buffer传递给Java
在jni中new一个byte数组，然后使用
(*env)->SetByteArrayRegion(env,bytearray, 0, len, buffer)
操作将buffer拷贝到数组中。
这种方式主要是针对buffer中存在“\0”的情况，如果以C风格字符串的方式读入，就会损失“\0”之后的字符。
4．数组操作
数组操作的相关函数列表如下：
|
JNI函数
|
功能
|
|
GetArrayLength
|
返回数组中的元素数
|
|
NewObjectArray
|
创建一个指定长度的原始数据类型数组
|
|
GetObjectArrayElement
|
返回Object数组的元素
|
|
SetObjectArrayElement
|
设置Object数组的元素
|
|
GetObjectArrayRegion
|
将原始数据类型数组中的内容拷贝到预先分配好的内存缓存中
|
|
SetObjectArrayRegion
|
设置缓存中数组的值
|
|
ReleaseObjectArrayRegion
|
释放GetObjectArrayRegion分配的内存
|
对int，char等基本数据类型的数组操作，将相关Object名称替换为对应基本数据类型名称即为相关函数。
数组操作的方法选择基于使用者的需求而定，如果使用者需要在内存中拷贝数组并对其进行操作那么一般使用GetObjectArrayRegion和SetObjectArrayRegion函数，否则一般使用SetObjectArrayElement和GetObjectArrayElement函数。
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