Android NDK 9 JNI 数据类型和方法调用

一、基本类型

Java 类型 本地类型 描述 C 类型
int jint signed 32 bits 根据平台不同
long jlong signed 64 bits 根据平台不同
byte jbyte signed 8 bits 根据平台不同
char jchar unsigned 16 bits typedef unsigned short
short jshort singed 16 bits typedef short
boolean jboolean unsigned 8 bits typedef unsigned char
float jfloat 32 bits typedef float
double jdouble 64 bits typedef double
void void N/A N/A

二、引用类型性

JNI 中的引用类型主要包括:

  • 类;
  • 对象;
  • 数组。

和 Java 中的引用类型的对应关系如下表所示:

Java 类型 JNI 类型 描述
Object jobject Object 类型
Class jclass Class 类型
String jstring String 类型
Object[] jobjectArray 对象数组
boolean[] jbooleanArray boolean 数组
byte[] jbyteArray byte 数组
char[] jcharArray char 数组
short[] jshortArray short 数组
int[] jintArray int 数组
long[] jlongArray long 数组
float[] jfloatArray float 数组
double[] jdoubleArray double 数组
Throwable jthrowable Throwable

三、native 函数参数

native 函数参数说明:

每个 native 函数,都至少有两个参数:

  1. JNIEnv*;

  2. jclass 或 jobject:

  • 当 native 方法为静态方法时:jclass 代表 native 方法所属类的 class 对象
  • 当 native 方法为非静态方法时:jobject 代表 native 方法所属的对象。

四、属性与方法签名

数据类型 签名
boolean Z
byte B
char C
short S
int I
long J
float F
double D
reference LClassname;
type[] [type
method type(arg-types)ret-type

熟悉 JVM 的一定会发现这就是 JVM 中的字段描述符和方法描述符。

需要注意的是:

  • 类描述符开头的 'L' 与结尾的 ';' 必须要有;
  • 数组描述符,开头的 '[' 必须要有;
  • 方法描述符规则: "(各参数描述符)返回值描述符",其中参数描述符间没有任何分隔符号。

五、C/C++ 访问 Java 的属性、方法

为了能够在 C/C++ 中调用 Java 中的类,jni.h 的头文件专门定义了 jclass 类型表示 Java 中 Class 类。JNIEnv 中有 3 个
函数可以获取 jclass。

  1. jclass FindClass(const char* clsName)
    通过类的名称(类的全名,这时候包名不是用"."点号而是用"/"来区分的)来获取 jclass。

  2. jclass GetObjectClass(jobject obj)
    通过对象实例来获取 jclass,相当于 Java 中的 getClass() 函数

  3. jclass getSuperClass(jclass obj)
    通过 jclass 可以获取其父类的 jclass 对象

在 JNI 调用中,肯定会涉及到本地方法操作 Java 类中数据和方法。JNI 要求程序员通过特殊的 JNI 函数来获取和设置数据以及调用 java 方法。

有以下几种情况:

  1. 访问 Java 类的非静态属性;
  2. 访问 Java 类的静态属性;
  3. 访问 Java 类的非静态方法;
  4. 访问 Java 类的静态方法;
  5. 间接访问 Java 类的父类的方法;
  6. 访问 Java 类的构造方法。

在 Native 本地代码中访问 Java 层的代码,一个常用的常见的场景就是获取 Java 类的属性和方法。所以为了在 C/C++ 获取 Java 层的属性和方法,JNI 在 jni.h 头文件中定义了 jfieldID 和 jmethodID 这两种类型来分别代表 Java 端的属性和方法。

在访问或者设置 Java 某个属性的时候,首先就要现在本地代码中取得代表该 Java 类的属性的 jfieldID,然后才能在本地代码中进行 Java 属性的操作,同样,在需要调用 Java 类的某个方法时,也是需要取得代表该方法的 jmethodID 才能进行 Java 方法操作。

5.1、访问 Java 的非静态属性

Java 声明如下:

public String name = "Jagger";

// 访问非静态属性 name,修改它的值
// accessField 自定义的一个方法
public native void accessField();

C 代码如下:

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_haocai_jni_JniTest_accessField
(JNIEnv *env, jobject jobject) {
    // Jclass
    jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, jobject);
    // jfieldID 属性名称,属性签名
    jfieldID fid = (*env)->GetFieldID(env, cls, "name", "Ljava/lang/String;");
    // 获取属性值
    jstring jstr = (*env)->GetObjectField(env, jobject, fid);
    ...
}

5.2、访问 Java 的静态属性

Java 声明如下:

public static int count = 13;
public native void accessStaticField();

C 代码如下:

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);
    ...
}

常见的调用 Java 层的方法一般是使用 JNIEnv 来进行操作:

  • GetFieldID/GetMethodID:获取某个属性/某个方法;

  • GetStaticFieldID/GetStaticMethodID:获取某个静态属性/静态方法。

方法的具体实现如下:

jfieldID GetFieldID(JNIEnv *env, jclass clazz, const char *name, const char *sig);
jmethodID GetMethodID(JNIEnv *env, jclass clazz, const char *name, const char *sig);
jfieldID GetStaticFieldID(JNIEnv *env, jclass clazz, const char *name, const char *sig);
jmethodID GetStaticMethodID(JNIEnv *env, jclass clazz,const char *name, const char *sig);

以上四个函数都是 4 个入参,而且每个入参的都是:

  • *JNIEnv *env;
  • jclass clazz;
  • const char *name;
  • const char *sig。

JNIEnv 代表一个 JNI 环境接口,jclass 上面也说了代表 Java 层中的“类”,name 则代表方法名或者属性名。char *sig 代表代
表了 JNI 中的一个特殊字段 —— 签名。

5.3、访问 Java 的非静态方法

Java 声明如下:

public int genRandomInt(int max){
    System.out.println("genRandomInt 执行了..");
    return new Random().nextInt(max);
}

C 代码如下:

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");
    // 调用
    // Call<Type>Method
    jint random = (*env)->CallIntMethod(env, jobj, mFid, 200);
    ...
}

5.4、访问 Java 的静态方法

Java 声明如下:

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

C 代码如下:

// 访问 Java 静态方法
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;");
    // CallStatic<Type>Method
    jstring uuid = (*env)->CallStaticObjectMethod(env, jobj, mFid);
    ...
}

5.5、访问 Java 类的构造方法

Java 声明如下:

public native long accessConstructor();

C 代码如下:

JNIEXPORT jlong  JNICALL Java_com_haocai_jni_JniTest_accesssConstructor
(JNIEnv *env, jobject jobj) {
    // jclass
    jclass cls = (*env)->FindClass(env, "java/util/Date");
    // jmethodID
    jmethodID  constructor_mid= (*env)->GetMethodID(env, cls,"<init>","()V");
    // 实例化一个 Date 对象(可以在 constructor_mid 后加参)
    jobject date_obj =  (*env)->NewObject(env, cls, constructor_mid);
    // 调用 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;
}

这里还有另一种方法来调用构造函数,方法如下:

jobject NewObjectA(JNIEnv *env, jclass clazz, jmethodID methodID, jvalue *args);

这里多了一个参数,即 jvalue *args,这里是 args 代表的是对应构造函数的所有参数的,我们可以应将传递给构造函数的所有参数放在 jvalues 类型的数组 args 中,该数组紧跟着放在 methodID 参数的后面。

参考

Android JNI学习(三)——Java与Native相互调用

Android NDK开发之旅11--JNI--JNI数据类型与方法属性访问

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