三、JNI-基本类型、字符串和数组

作者: MrDecoder | 来源:发表于2021-01-29 10:36 被阅读0次

三、JNI-基本类型、字符串和数组
javascript的浅复制和深复制
一、typescript 学习(基本类型)。
js数据类型
JavaScript 基本语法
五、复杂类型
Object-C 基本语法
2019-12-24 从零开始的JS学习三
Swift基本语法速查
JNI--数组的访问

基本类型
字符串
数组

#1. 基本类型

Java语言中数据类型分为基本数据类型和引用数据类型，其中基本数据类型分为四类八种：整型：byte,short,int,long; 浮点型：float,double; 布尔型：bool; 字符型：char。

JNI层也提供了与基本类型对应的八种数据类型：jboolean,jbyte,jchar,jshort,jint,jlong,jfloat和jdouble。

/* Primitive types that match up with Java equivalents. */
typedef uint8_t  jboolean; /* unsigned 8 bits */
typedef int8_t   jbyte;    /* signed 8 bits */
typedef uint16_t jchar;    /* unsigned 16 bits */
typedef int16_t  jshort;   /* signed 16 bits */
typedef int32_t  jint;     /* signed 32 bits */
typedef int64_t  jlong;    /* signed 64 bits */
typedef float    jfloat;   /* 32-bit IEEE 754 */
typedef double   jdouble;  /* 64-bit IEEE 754 */

对应的映射关系为：

Java	Native类型	符号属性	字长
boolean	jboolean	无符号	8位
byte	jbyte	有符号	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	有符号	32位
double	jdouble	有符号	64位

#2. 字符串

Java中String表示字符串，在JNI数据类型中jstring与之对应。jstring本身是一个指针，指向的是Java virtual machine里面的一个字符串。jstring所代表的字符串与传统的c string不同，但是可以通过JNI函数将jstring转换为c string。

class _jstring : public _jobject {};
typedef _jstring*       jstring;

#2.1 获得字符串

JNI中提供了一系列进行jstring和c string相互转换的函数。

GetStringChars

将jstring转换为Unicode编码的c string，并返回指向字符串的指针。指针会一直有效，除非调用ReleaseStringchars。

const jchar * GetStringChars(JNIEnv *env, jstring string,jboolean *isCopy);

ReleaseStringChars

通知vm释放GetStringChars所获得的字符串。参数chars正是GetStringChars所返回的指针。

void ReleaseStringChars(JNIEnv *env, jstring string,const jchar *chars);

GetStringUTFChars

将jstring转换为UTF-8编码的c string，并返回指向字符串的指针。指针会一直有效，除非调用ReleaseStringUTFChars。

const char * GetStringUTFChars(JNIEnv *env, jstring string,jboolean *isCopy);

/*
 * Convert "string" to modified UTF-8 and return a pointer.  The returned
 * value must be released with ReleaseStringUTFChars.
 *
 * According to the JNI reference, "Returns a pointer to a UTF-8 string,
 * or NULL if the operation fails. Returns NULL if and only if an invocation
 * of this function has thrown an exception."
 *
 * The behavior here currently follows that of other open-source VMs, which
 * quietly return NULL if "string" is NULL.  We should consider throwing an
 * NPE.  (The CheckJNI code blows up if you try to pass in a NULL string,
 * which should catch this sort of thing during development.)  Certain other
 * VMs will crash with a segmentation fault.
 */
static const char* GetStringUTFChars(JNIEnv* env, jstring jstr, jboolean* isCopy) {
    ScopedJniThreadState ts(env);
    if (jstr == NULL) {
        /* this shouldn't happen; throw NPE? */
        return NULL;
    }
    if (isCopy != NULL) {
        *isCopy = JNI_TRUE;
    }
    StringObject* strObj = (StringObject*) dvmDecodeIndirectRef(ts.self(), jstr);
    char* newStr = dvmCreateCstrFromString(strObj);
    if (newStr == NULL) {
        /* assume memory failure */
        dvmThrowOutOfMemoryError("native heap string alloc failed");
    }
    return newStr;
}

ReleaseStringUTFChars

通知vm释放GetStringUTFChars所获得的字符串。参数utf正是GetStringUTFChars所返回的指针。

void ReleaseStringUTFChars(JNIEnv *env, jstring string,const char *utf);

/*
 * Release a string created by GetStringUTFChars().
 */
static void ReleaseStringUTFChars(JNIEnv* env, jstring jstr, const char* utf) {
    ScopedJniThreadState ts(env);
    free((char*) utf);
}

NewString

将Unicode编码的c string转换为jstring。

jstring NewString(JNIEnv *env, const jchar *unicodeChars,jsize len);

NewStringUTF

将UTF-8编码的c string转换为jstring。(vm中string是unicode编码，同时新string产生在vm中，属于托管内存，由GC负责回收。)

jstring NewStringUTF(JNIEnv *env, const char *bytes);

GetStringUTFLength

获取UTF-8编码字符串的长度。

jsize GetStringUTFLength(JNIEnv *env, jstring string);

#3. 数组

根据JNI层处理数组方式的不同，我们将数组也分为基础类型数组和引用类型数组。基础类型的数组如：int[]、float[]；引用类型的数组如：Object[]。

int[] iarr;
float[] farr;
Object[] oarr;
int[][] arr2;

iarr和farr为基础类型的数组，oarr和arr2为引用类型的数组。

3.1 基础类型数组

JNI层提供了一系列的函数来操作基础类型的数组，Get/Release<Type>ArrayElements。

3.1.1 Get<PrimitiveType>ArrayElements Routines

Get系列的函数簇用来处理Java层的基础类型的数组。返回的指针一直有效除非手动调用
Release<PrimitiveType>ArrayElements进行释放。

NativeType *Get<PrimitiveType>ArrayElements(JNIEnv *env,ArrayType array, jboolean *isCopy);

Get<PrimitiveType>ArrayElements Routines	Array Type	Native Type
GetBooleanArrayElements()	jbooleanArray	jboolean
GetByteArrayElements()	jbyteArray	jbyte
GetCharArrayElements()	jcharArray	jchar
GetShortArrayElements()	jshortArray	jshort
GetIntArrayElements()	jintArray	jint
GetLongArrayElements()	jlongArray	jlong
GetFloatArrayElements()	jfloatArray	jfloat
GetDoubleArrayElements()	jdoubleArray	jdouble

3.1.2 Release<PrimitiveType>ArrayElements Routines

Release系列的函数集用来通知vm Get所产生的数组不再需要。

void Release<PrimitiveType>ArrayElements(JNIEnv*env,ArrayType array,
NativeType *elems, jint mode);

mode参数用来表示数组如何被释放，如果Get系列函数产生的数组非拷贝生成，mode无效；否则根据mode类型不同，产生不同的释放效果。

mode	actions
0	copy back the content and free the elems buffer
JNI_COMMIT	copy back the content but do not free the elems buffer
JNI_ABORT	free the buffer without copying back the possible changes

3.1.3 New<PrimitiveType>Array Routines

New系列的函数集用来创建基础类型的Java数组。

ArrayType New<PrimitiveType>Array(JNIEnv *env, jsize length);

New<PrimitiveType>Array Routines	Array Type
NewBooleanArray()	jbooleanArray
NewByteArray()	jbyteArray
NewCharArray()	jcharArray
NewShortArray()	jshortArray
NewIntArray()	jintArray
NewLongArray()	jlongArray
NewFloatArray()	jfloatArray
NewDoubleArray()	jdoubleArray

3.1.4 示例

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_nextlabs_hhu_myapplication_core_JNIHandler_sumArray
        (JNIEnv *env, jclass clazz, jintArray arr) {
    jsize len = env->GetArrayLength(arr);
    jint *carr = env->GetIntArrayElements(arr, nullptr);
    if (carr == nullptr) {
        return 0;
    }
    jint sum = 0;
    for (int i = 0; i < len; ++i) {
        sum += carr[i];
    }
    return sum;
}

3.2 引用类型数组

3.2.1 GetObjectArrayElement

GetObjectArrayElement返回指定index处的元素。

jobject GetObjectArrayElement(JNIEnv *env,jobjectArray array, jsize index);

3.2.2 SetObjectArrayElement

SetObjectArrayElement更新指定index处的元素。

void SetObjectArrayElement(JNIEnv *env, jobjectArray array,jsize index, jobject value);

3.2.3 NewObjectArray

NewObjectArray根据elementClass的类型创建Object数组，数组元素的初始值为initialElement。

jobjectArray NewObjectArray(JNIEnv *env, jsize length,jclass elementClass, jobject initialElement);

3.2.4 示例

JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_nextlabs_hhu_myapplication_core_JNIHandler_initInt2DArray
        (JNIEnv *env, jclass clazz, jint size) {
    jobjectArray rt;

    jclass intArrClass = env->FindClass("[I");
    if (intArrClass == nullptr) {
        return nullptr;
    }
    rt = env->NewObjectArray(size, intArrClass, nullptr);
    if (rt == nullptr) {
        return nullptr;
    }

    //Fill object array.
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        jint buf[256];

        jintArray elem = env->NewIntArray(size);
        if (elem == nullptr) {
            continue;
        }
        for (int j = 0; j < size; j++) {
            buf[j] = i + j;
        }
        env->SetIntArrayRegion(elem, 0, size, buf);
        env->SetObjectArrayElement(rt, i, elem);
        env->DeleteLocalRef(elem);
    }

    return rt;
}

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