本篇为android NDK开发的第二部分JNI，这是NDK开发的重点，属于纯编码部分，这一部分将分为两节：第一节就是本篇要讲述的JNI操作java，第二节讲述JNI调用纯C，也就是非标准JNI的so库。

JNI基础知识

搭建NDK以及开发环境配置，请看第一部分： 使用CMake进行android NDK开发

1.认识JNI函数

创建一个NDK项目

image.png

其中，native-lib.cpp就是写JNI的地方，CMakeLists.txt就是配置。先来看一下native-lib.cpp

extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_cn_mmdet_jean_Test_helloWord(JNIEnv *env, jobject instance) {
    std::string hello = "Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}

解释说明：
【extern "C"】 ：为了能够正确实现C++代码调用其他C语言代码。加上extern "C"后，会指示编译器这部分代码按C语言的进行编译，而不是C++的，如果是C++文件(.CPP)，就需要写这么一句。如果是C文件(.C)可写可不写。

【JNIEXPORT jstring JNICALL】:JNIEXPORT 和JNICALL是宏定义，被定义在jni.h里，固定写法。jstring 是函数返回类型。jstring 就相当于Sring.

【Java_cn_mmdet_jean_Test_helloWord】：这个是函数名，对应着本地方法，规则是：
Java开头，跟上包名+类名+方法名。所以可知，这个JNI函数对应着Test类中的helloWord方法，而Test位于包cn.mmdet.jean下。

【JNIEnv *env, jobject instance】这个是函数参数，固定的，每个JNI函数应该都有这两个参数，并且位置在第一和第二。env可以看做是Jni接口本身的一个对象，是一个指针，基本上JNI的所有操作都是基于env的，后面我们将会看到，指针是c语言具有的特性。instance表示 该JNI函数对应的本地方法所在的类。

2.本地方法

本地方法就是java层能够调用的函数，用native修饰，没有方法体，只有声明，对应着cpp文件里的JNI 函数。下面我们来创建一个对应helloWord的本地方法:

public class Test {
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }  
    public native String helloWord();
}

说明：
新建一个Test类，加载本地函数库 System.loadLibrary，我的叫native-lib，与CMakeLists中定义的要一致,我的配置如下。

add_library(
             native-lib
             SHARED
             src/main/cpp/native-lib.cpp )

target_link_libraries(
                       native-lib
                       ${log-lib} )

其中

public native String helloWord();

表示本地方法，对应着native-lib.cpp中Java_cn_mmdet_jean_Test_helloWord（JNIEnv *env, jobject instance），这里的instance就是Test类的实例。

2.带参数的本地方法

定义一个带参数的本地方法，如下：

public native void helloword(String from,int count);

对应的JNI函数方法如下：

extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_cn_mmdet_jean_Test_helloword(JNIEnv *env, jobject instance, jstring from_, jint count) {
    const char *from = env->GetStringUTFChars(from_, 0);
    env->ReleaseStringUTFChars(from_, from);
}

快捷方式：像上面这么一行行敲，不仅累还容易出错。可以先定义好native方法，鼠标定位到方法前，使用ctrl+enter，选择第一项，IDE会自动帮我们创建好对应的JNI函数。

image.png

经过，上面相信你已经熟悉了JNI函数、本地方法了。
对于这中跨语言编程，最重要的最繁琐的也就是数据类型转换了，但是JNI已经帮我们封装好了。下面我们就来看一下数据类型的映射。

数据类型

在JNI里也存在类似的数据类型，与Java比较起来，其范围更具严格性，分为基本数据类型，如：int、 float 、char等基本类型，引用类型，如：类、实例、数组。用一张表格来表示应该会更清晰：

基本类型

了解完JNI的基本知识与数据类型转换，下面就是JNI操作Java的实例了。

JNI操作Java

这一部分主要讲解在JNI中调用Java类的方法，属性、实例化类等,分别以java代码、本地方法、JNI方法进行展示。

属性

java代码 定义一个属性name

public class Test{
static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }
    public String name = "jean";
}

本地方法(后面将以native代替)

public class Test {
    ...
    ...
    public native String getTestName();   
}

JNI

extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_cn_mmdet_jean_Test_getTestName(JNIEnv *env, jobject instance) {
    //通过instance获取jclass对象，这里相当于Test
    jclass _jcalss = env->GetObjectClass(instance);
    //通过GetFieldID获取FieldID
    //GetFieldID方法参数分别为：jclass对象、jclass对象属性名、签名（数据类型）
    jfieldID _jFieldId = env->GetFieldID(_jcalss,"name","Ljava/lang/String;");
    //通过FieldID获取属性的值
    jstring _jstring = (jstring)env->GetObjectField(instance,_jFieldId);
    return _jstring ;
}

说明：

• GetFieldID方法中第三个参数为签名，对应着属性的数据类型，
  如何填写，请参考下面：

举例说明：

• String name

Ljava/lang/String;

• int test(int a,String b,byte[] c)

(ILjava/lang/String;[B)

相信你已经会使用签名了，不会用也没关系，接下来我们还会用到哟，多练习几次就懂了。

方法

java

public class Test {
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }
    //Java
    public String getName(){
        return "1234";
    }
    //native
    public native String getNameFromJava();
}

JNI

extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_cn_mmdet_jean_Test_getNameFromJava(JNIEnv *env, jobject instance) {

    //获取jlass对象
    jclass _jclass = env->GetObjectClass(instance);

    //获取 方法ID GetMethodID
    //参数说明：jlass对象、函数名、签名，这里签名有一个()，这就是方法的签名
    jmethodID  _jmethodID = env->GetMethodID(_jclass,"getName","()Ljava/lang/String;");

    //通过MethodID调用方法，使用CallObjectMethod函数
    jstring _jstring = (jstring)env->CallObjectMethod(instance,_jmethodID);

    //将字符串转换为C语言的字符串 char*
    char* tempStr = (char*)env->GetStringUTFChars(_jstring,NULL);
    char text[20] = "success";
    char* finResult = strcat(tempStr,text);

    //将C语言字符串转为jstring返回
    return env->NewStringUTF(finResult);
}

方法签名说明：

• 方法签名为(arg-type)return type
• 举例说明：
  public native String getNameFromJava();

//方法返回值类型为String所以签名为Ljava/lang/String;,参数类型为空，所以不填()
()Ljava/lang/String;

public native byte[] getNameFromJava(String o);

//方法返回值类型为byte[] 所以签名为[B;,参数类型为String所以参数签名为Ljava/lang/String;
(Ljava/lang/String;)[B

构造函数

这里主要演示一下，JNI中如何调用一个类的构造函数，实例化一个类的对象 返回去。
java

//定义一个类
public class Person {
    private String name;
    private int age;
    private boolean isUp;//是否成年
    public Person(String name, int age, boolean isUp) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.isUp = isUp;
    }
}

//native
public class Test {
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }
    //native
    public native Person genPerson(String name,int age,boolean isUp);  
}

JNI

extern "C"
JNIEXPORT jobject JNICALL
Java_cn_mmdet_jean_Test_genPerson(JNIEnv *env, jobject instance, jstring name_, jint age,
                                  jboolean isUp) {
    const char *name = env->GetStringUTFChars(name_, 0);

    //首先 创建jclass对象,FindClass参数为Person所在的包名，用"/"分割
    jclass cls = env->FindClass("cn/mmdet/jean/Person");

    /**
     * 调用构造函数其中函数名
     * 固定为"<init>"
     * 参数类型分别为String、int、boolean,这里有几个参数，就传几个参数类型的签名
     * v表示void，因为构造函数返回值为void
     */
    jmethodID methodID = env->GetMethodID(cls, "<init>", "(Ljava/lang/String;IZ)V");
    
    //使用NewObject创建java对象，前两个参数分别为class对象、方法ID，后面为构造函数的实参传入，有几个传几个
    jobject object = env->NewObject(cls, methodID,name,age,isUp);
    
    env->ReleaseStringUTFChars(name_, name);
    
    return object;
}

上述JNI中，用了不少env调用的函数，如NewObject、GetMethodID等等，这些都是JNI封装在jni.h里的，我们通过#include <jni.h>就能使用，主要作用就是Java与C的互相转换。另外JNI部分的代码编写，需要你知道一些C/C++的知识。我们来看一些常用的转换函数：

native

public class Test {
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }
    private native String testType(String a,int b,byte[] c,String[] d,Person e);
}

然后使用快捷键，创建对应的JNI函数：

extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_cn_mmdet_jean_Test_testType(JNIEnv *env, jobject instance, jstring a_, jint b, jbyteArray c_, jobjectArray d, jobject e) {
    //将java字符串 转为C的字符串
    const char *a = env->GetStringUTFChars(a_, 0);
    //将byte数组 转为C能使用的jbyte*
    jbyte *c = env->GetByteArrayElements(c_, NULL);
    //指针释放
    env->ReleaseStringUTFChars(a_, a);
    env->ReleaseByteArrayElements(c_, c, 0);

    //char* 转jstring
    return env->NewStringUTF(returnValue);
}

这里只是简单的转换。
JNI调用Java的知识到这里就结束了。学完你应该会使用了，可能会有些生涩，多练习几遍就对了，慢慢消化。
一些复杂的操作将会在下一节里做讲解，如JNI调用so函数、指针参数、字节数组的返回、二维数组的返回等。