JNI_必要的优化设计

参考:高焕堂 C04_*JNI必要的优化设计.pdf

一,本章主要内容:

  1. C如何创建C++类的对象
    C语言并没有类,只有结构体(struct),struct里面只能存放变量,相当于C++或者java类的成员。那 C如何才能创建C++类呢?c有函数指针,函数指针也是一个普通的变量,它的大小是固定的(如果是32位的系统,那么它的大小就是4byte),让函数指针指向具体的函数,在使用是,函数指针调用就等同于函数调用,而如果这个函数又能够调用函数里面的变量,那这样的一个结构体就相当于一个真正的类了。

思考题:
1)由于ResultValue对象是在run-time时期动 态创建的,如果有多个对象时,该如何储 存呢?
2)如果多个Java线程并行地(Concurrently)执 行这个本地函数,共享了m_object和 m_rv_object变量,如何确保线程之间不互 相冲突呢?

》》不将java对象或者c++对象指针存储在c层的全局变量里面。C层的全局或静态(static)变量只适合储存静 态的数据,例如methodID或fieldID值

  1. 优化目的:维护本地函数的稳定性

  2. <静态对静态,动态对动态>原则

  3. Java与C++对象之间的<单向>对称关连

  4. Java与C++对象之间的<双向>对称关连

二,Java与C++对象之间的<单向>对称关连

// java层 CounterNative.java
public class CounterNative {
    private int mObject; 
    static {
        System.loadLibrary("MyCounter7"); }
        public CounterNative(int numb) { nativeSetup( numb );
    }
    private native void nativeSetup(int n);
}
// java层 CounterNative.java
public class actNative {
  public static native int nativeExec(Object obj);
}
/* com.misoo.counter.CounterNative.cpp */
#include "com_misoo_counter_actNative.h" 
#include "com_misoo_counter_CounterNative.h“
class CCounter{ 
int n;
public:
CCounter(int v) { n = v; } 
int execute() {
    int i, sum = 0;
    for(i=0; i<=n; i++) sum+=i; 
    return sum;
}};

///jni源代码,com.misoo.counter.Counter.c
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_misoo_counter_CounterNative_nativeSetup
(JNIEnv *env, jobject thiz, jint n) 
{
    CCounter *obj = new CCounter(n);//创建c++对象
    jclass clazz = (jclass)env->GetObjectClass(thiz);
    jfieldID fid = (jfieldID)env->GetFieldID(clazz, "mObject", "I"); 
    env->SetIntField(thiz, fid, (jint)obj);//保存对象的指针
}
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_misoo_counter_actNative_nativeExec
(JNIEnv *env, jclass clazz, jobject obj) 
{
    jclass objClazz = (jclass)env->GetObjectClass(obj); 
    jfieldID fid = env->GetFieldID(objClazz, "mObject", "I"); //取出c++对象指针
    jlong p = (jlong)env->GetObjectField(obj, fid); //函数指针强转成对象
    CCounter *co = (CCounter*)p;//强转成c++对象的指针
    return (jint)co->execute();
}

实现方法说明:
1)调用顺序:java-》c-》c++
1)java层定义存放C++类的int类型:CounterNative定义了mObject,是int类型,用来存储c++类的对象指针
2)c++对象存放到java类的成员中:创建CounterNative对象,就会调用nativeSetup,nativeSetup会创建CCounter对象,并且将CCounter对象的指针保存在mObject中
3)执行java类的方法:执行actNative.nativeExec的时候就会传入不同的CounterNative对象,在jni的nativeExec中就会从不同的对象中取出mObject,mObject也就是CCounter对象的指针,再强制转换成CCounter对象,就可以正常执行对应的操作。

三,Java与C++对象之间的 基於軟硬整合觀點<双向>对称关连

// CounterNative.java
package com.misoo.counter; 
public class CounterNative {
    public int mObject;
    private INumber listener;
    static {
        System.loadLibrary("MyCounter8"); 
    }
    public CounterNative(){ nativeSetup(); }
    public void setOnNumber(INumber plis) { listener = plis; }
    private int getNumb(){ return listener.onNumber(); }
    private native void nativeSetup();
}

/* com.misoo.counter.CounterNative.cpp */
#include "com_misoo_counter_actNative.h" #include "com_misoo_counter_CounterNative.h“
class CCounter{ public:
    int n;
    jint javaObj; 
    public:CCounter() {} 
    int execute() {
        int i, sum = 0;
        for(i=0; i<=n; i++) sum+=i; 
        return sum;
    } 
};
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_misoo_counter_CounterNative_nativeSetup (JNIEnv *env, jobject thiz) {
  CCounter *obj = new CCounter();
  jclass clazz = (jclass)env->GetObjectClass(thiz);
  jfieldID fid = (jfieldID)env->GetFieldID(clazz, "mObject", "I");
  env->SetIntField(thiz, fid, (jint)obj);
  jobject gThiz = (jobject)env->NewGlobalRef(thiz);
  obj->javaObj = (jint)gThiz;
}
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_misoo_counter_actNative_nativeExec
(JNIEnv *env, jclass clazz, jint refer) {
    CCounter *co = (CCounter*)refer;
    jobject jo = (jobject)co->javaObj;
    jclass joClazz = (jclass)env->GetObjectClass(jo); 
    jmethodID mid = env->GetMethodID(joClazz,"getNumb", "()I");
    int numb = (int)env->CallIntMethod(jo, mid);
    co->n = numb;
    return (jint)co->execute(); 
}

实现机制说明:
1)CounterNative定义了mObject对象指针用来存储c++对象
2)CCounter定义了javaObj对象指针用来存储java对象
3)执行natvieSetup会创建CCounter对象,并且把java对象指针保存在javaObj中,同时将CCounter对象保存在mObject中,这样子CounterNative对象和CCounter对象就完成了互相索引
4)执行nativeExec会将refer转化成CCounter对象,并且从CCounter对象中取出CounterNative对象,通过CallIntMethod就可以调用java对象的方法,通过co->execute()就可以执行c++对象的方法

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