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NDK之旅—一些常用的基本知识

2017-09-20 22:13 330 查看
参考地址： http://blog.csdn.net/time_hunter/article/details/8740758

JNIEnv

定义： 相当于一个jni上下文对象。

作用： 通过JNIEnv的指针能够对Java端的代码进行操作：

a.创建Java对象.

jstring str = (*env).NewStringUTF(“终端研发部”);

jclass jclazz = (*env).GetObjectClass(obj);

b.调用Java对象的方法。

“`

jclz = (*env)->FindClass(env, “java/lang/String”);

jdouble doub = (*env).GetStaticDoubleField()

- c.获取及设置Java对象的属性。


jintArray arrayResult = NULL;

jclass jclazz = (*env).GetObjectClass(obj);

jint * elements =(*env).GetIntArrayElements(array,NULL);

“`

Get/Set[Static]Method

JNI中通常用JType指代Java环境中的类。

typedef _jobject *jobject;
typedef _jclass *jclass;
typedef _jthrowable *jthrowable;
typedef _jstring *jstring;
typedef _jarray *jarray;
typedef _jbooleanArray *jbooleanArray;
typedef _jbyteArray *jbyteArray;
typedef _jcharArray *jcharArray;
typedef _jshortArray *jshortArray;
typedef _jintArray *jintArray;
typedef _jlongArray *jlongArray;
typedef _jfloatArray *jfloatArray;
typedef _jdoubleArray *jdoubleArray;
typedef _jobjectArray *jobjectArray;


JType都继承自JObject

[cpp] view plain copy
class _jobject {};
class _jclass : public _jobject {};
class _jthrowable : public _jobject {};
class _jstring : public _jobject {};
class _jarray : public _jobject {};
class _jbooleanArray : public _jarray {};
class _jbyteArray : public _jarray {};
class _jcharArray : public _jarray {};
class _jshortArray : public _jarray {};
class _jintArray : public _jarray {};
class _jlongArray : public _jarray {};
class _jfloatArray : public _jarray {};
class _jdoubleArray : public _jarray {};
class _jobjectArray : public _jarray {};


jobject的理解

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_jue_testnative_TestNative1_hello(JNIEnv *, jobject);

这里是jobject指代的在Java中调用native方法的java类实例


获取jclass的方法

a. jclass FindClass(const char *name)

b. jclass GetObjectClass(jobject obj)


FindClass注意事项：

*注意*： 会在ClassPath下面寻找类。需要传入完整类名，注意包与包之间用’/’。

jclass class_str = env->FindClass("java/lang/String");


jfiledID/jmethodID的获取

在natvie方法中获取/设置字段的值，或者方法调用，需要先获取相应的field/method的ID

jfieldID GetFieldID(jclass clazz, const char *name, const char *sig)

jmethodID GetMethodID(jclass clazz, const char *name, const char *sig)

注意sig用来处理函数重载引起的不确定。

然后通过ID获取

jobject GetObjectField(jobject obj, jfieldID fieldID)

jobject CallObjectMethod(jobject obj, jmethodID methodID, ...)


获取方法的签名

javap -s 命令工具可以查看一个类的方法的签名

javap -s xxx.class

Sin签名含义细节

类型相应的签名
booleanZ
byteB
charC
shortS
int I
longL
floatF
doubleD
voidV
StringLjava/lang/String
Array[Ljava/lang/Object
Method(para s1,para s2) 返回值签名

jni如何调用Java里面的方法的

NIEnv提供了一下函函数(能够实现子类对象调用父类方法的功能)

- CallMethod,

- CallStaticMethod,

- CallNonvirtualMethod。

```
CallVoidMethod(jobject obj, jmethodID methodID, ...)

void CallVoidMethodV(jobject obj, jmethodID methodID, va_list args)

void CallVoidMethodA(jobject obj, jmethodID methodID, jvalue* args)
```


调用实例方法的三种方法

CallMethod(jobject obj, jmethodID id, …);

boolean funcation(int i, double d, char c) {
}

env->CallBooleanMethod( obj, id_function , 100L, 3.44, L'3');


CallMethodV(jobject obj, jmethodID id,va_list lst);

CallMethodA(jobject obj, jmethodID id, jvalue* v);

jvalue是一个联合体

[cpp] view plain copy
typedef union jvalue {
jboolean z;
jbyte    b;
jchar    c;
jshort   s;
jint     i;
jlong    j;
jfloat   f;
jdouble  d;
jobject  l;
} jvalue;

jvalue *args = new jvalue[3];
args[0].i = 100L;
args[1].d = 3.44;
args[2].c = L'3';
env->CallBooleanMethodA(obj, id_funcation, args);
delete [] args;


Java对象的创建

方式-NewObject

使用NewObject来创建Java对象。

jobject NewObject(jclass clazz, jmethodID methodID, ...)


需要先活的相应构造器的name，方法名设定为,另外返回值的签名是Void

jmethodID GetMethodID(jclass clazz, const char *name, const char *sig)


例子：

jclass class_date = env->FindClass("java/util/Date");
jmethodID method_id = env->GetMethodID(class_date,"<init>","()V");
jobject now = env->NewObject(class_date, method_id);


b.方式-AllocObject

jclass cls = (*env).GetObjectClass(obj);
jobject oobj =  (*env).AllocObject(cls);


Java字符串和C/C++字符串之间的转换

a.在java中字符串String对象是Unicode(UTF-16)码，每个字符无论中文还是英文都占用两个字节。

b.可以通过JNI接口把Java中的字符串转换成C/C++中的宽字符串，Java也可以传一个UTF-8的字符串(char*) 到C/C++中。

c.反过来C++可以通过把一个宽字符串，或者一个UTF-8的字符串来创建一个Java端的对象。

memset的注意事项

C库函数 void *memset(void *str, int c, size_t n) 复制字符c（unsigned char类型）参数str指向的字符串的前n个字符。

memset是以字节为单位，初始化内存块。

当初始化一个字节单位的数组时，可以用memset把每个数组单元初始化成任何你想要的值

““

char data[10];

memset(data, 1, sizeof(data)); // right

memset(data, 0, sizeof(data));

char str[50];

strcpy(str,”This is string.h library function”);

puts(str);

memset(str,’$’,7);

puts(str);

“`

在初始化其他基础类型时，则需要注意，比如

int data[10];
memset(data, 0, sizeof(data));    // right
memset(data, -1, sizeof(data));    // right
memset(data, 1, sizeof(data));    // wrong, data[x] would be 0x0101 instead of 1


获取字符串

a.取得与某个jstring对象相关的Java字符串

方法作用
GetStringChars取得UTF-16编码的宽字符串(char*)
GetStringUTFChars取得UTF-8编码的字符串(char*)
注意在不使用到的使用，要注意使用ReleaseStringChars,或者ReleaseStringUTFChars释放拷贝的内存，或Java对象的引用。

还可以使用下面的方法，这个方法可以增加返回jvm中java对象的可能性，但是还是有可能返回相应java串的拷贝。

这个方法没有相应的GetStringUTFCritical，由于Java字符串使用的是UTF-16,要转换成UTF-8编码的串本来就需要一次拷贝动作。

数组分为2种

a.基本类型的数组。

b.对象类型(Object[])的数组。

有一个通用于两种不同数组的的函数:得到数据的长度函数：GetArrayLength

处理基本类型数组

跟处理字符串相似

GetArrayElements,可以把Java基本类型的数组转换成C/C++中的数组，可以拷贝一份传本地代码，也可以把指向Java中的指针直接传回本地代码。

需要用

ReleaseArrayElements

void ReleaseIntArrayElements(jintArray array,
jint *elems,
jint mode) {
functions->ReleaseIntArrayElements(this,array,elems,mode);
}


mode的类型:

0:对Java数组进行更新，并释放C/C++的数组。

JNI_COMMIT: 对Java数组进行更新但不释放C/C++数组。

JNI_ABORT:对Java数组不进行更新，并释放C/C++数组。

相似GetStringUTFCritical的函数：为了直接传回指向Java数组的指针而加入的函数。

void * GetPrimitiveArrayCritical(jarray array, jboolean *isCopy) {
return functions->GetPrimitiveArrayCritical(this,array,isCopy);
}
void ReleasePrimitiveArrayCritical(jarray array, void *carray, jint mode) {
functions->ReleasePrimitiveArrayCritical(this,array,carray,mode);
}


GetArrayRegion 相似于GetStringRegion的函数：没有Release方法，因为我们是拷贝

void GetIntArrayRegion(jintArray array,
jsize start, jsize len, jint *buf) {
functions->GetIntArrayRegion(this,array,start,len,buf);
}


SetArrayRegion 可以把指定范围内的Java数组元素用C++中的元素赋值。

void SetIntArrayRegion(jintArray array, jsize start, jsize len,
const jint *buf) {
functions->SetIntArrayRegion(this,array,start,len,buf);
}


创建一个基本类型的Java数组

Array NewArray(jsize size),指定长度后返回相应Java基本类型的数组。

处理Object类型数组

JNI中没有把Java对象类型的数组转换成C++中的jobject[]的函数。而是直接通过Get/SetObjectArrayElement来对Java的Object数组进行操作。

jobject GetObjectArrayElement(jobjectArray array, jsize index) {
return functions->GetObjectArrayElement(this,array,index);
}
void SetObjectArrayElement(jobjectArray array, jsize index,
jobject val) {
functions->SetObjectArrayElement(this,array,index,val);
}


使用上述方式不需要释放资源。

可以根据数组长度和初始值来创建某个类的数组

jobjectArray NewObjectArray(jsize len, jclass clazz,
jobject init) {
return functions->NewObjectArray(this,len,clazz,init);
}


java对象在JNI中的引用

在jvm中创建的对象被传到本地的C/C++代码的时候，会产生引用。根据jvm的垃圾回收机制，只要引用存在，就不会触发该引用指向对象的被回收。

这些引用分为三种

局部引用Local Reference：是最常见的引用，局部引用只在native函数中有效。局部引用的存在会阻止其指向对象的回收。

全局引用Global Reference：

可以跨越多个线程

在多个navtive方法中有效、

全局引用存在期间会阻止其引用java对象在jvm的回收。

全局引用的创建不是JNI自动创建的。

全局引用的创建要显示的调用NewGlobalRef函数，而释放需要调用ReleaseGlobalRef

弱全局引用：

与全局引用相似，创建和释放都需要由编程人员来进行。

多个线程，多个native方法中有效。

区别：这个引用不会阻止jvm回收其指向的引用。

NewWeakGlobalRef与ReleaseWeakGlobalRef来创建和释放引用。

IsSameObject

IsSameObject在弱全局引用中有一个特别的功能。

把NULL传给要判断的object，来判断弱全局引用指向的java对象是否被回收。

缓存jfieldID,jmethodID.

a.通过方法名+签名来查询jfieldID，jmethod开销是非常大的。

b.缓存方式：

1.在使用的时候缓存。(Caching at the Point of Use)

使用static类型的局部变量来保存已经查询过的ID，这样就不会在每次调用的时候查询，而是只查询一次。

2.在java类初始化的时候缓存。(Caching at Class’s inititalizer)

这种加载方式在jvm类的加载和重新加载都会重新呼叫该native方法重新计算ID

public class TestNative
{
static {
initNativeIDs();
}
static natvie void initNativeIDs();
int propInt = 0;
}


JNIEXPORT void JNICALL    Java_TestNative_initNativeIDs(JNIEnv *env, jobject object)
{
......
g_propInt_id = GetFieldID(clazz,  "propInt", "I" );

}


如果对ndk不了的同学们可以一下参考博客：

NDK探究之旅:

NDK和JNI初探及其联系和区别

NDK探究之旅《一》——对jni和NDK的认识

NDK探究之旅《二》——C语言的基本认识

NDK探究之旅《三》—C语言的输入输出函数

NDK探究之旅《四》——指针的强化理解

NDK探究之旅《五》——指针和数组之间的关系

NDK探究之旅《六》—函数的指针、结构体、枚举、宏定义

NDK探究之旅《七》—函数指针,宏定义的优缺点及应用场景

NDK探究之旅《八》——jni的开发流程规范及环境配置

NDK探究之旅《九》——jni开发中常见的错误及其注意事项

NDK探究之旅《十》——ndk项目实战之Androidstudio开发经验总结

NDK探究之旅《十一》—C代码调用Java代码之项目实战

NDK项目实战—高仿360手机助手之卸载监听s

关于更多：

2017上半年技术文章集合—184篇文章分类汇总

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