JNI数据类型
基本数据
Java基本数据类型与JNI数据类型的映射关系
Java类型->JNI类型->C类型
JNI的基本数据类型有（左边是Java，右边是JNI）：
boolean jboolean
byte jbyte
char jchar
short jshort
int jint
long jlong
float jfloat
double jdouble
void void
引用类型(对象)
String jstring
Object jobject
数组,基本数据类型的数组
byte[] jByteArray
对象数组
object[](String[]) jobjectArray
native函数参数说明
每个native函数，都至少有两个参数（JNIEnv*,jclass或者jobject)。
1）当native方法为静态方法时：
jclass 代表native方法所属类的class对象(JniTest.class)。
2）当native方法为非静态方法时：
jobject 代表native方法所属的对象。
native函数的头文件可以自己写。
关于属性与方法的签名
一、属性的签名
属性的签名其实就是属性的类型的简称，对应关系如下：
Java属性的签名.png
尤其注意的是，类的签名格式就是：
L完整包名;
其中完整包名用 / 代替.
末尾的 ; 不能省略
数组的签名就是：
[类型签名
其中，多为数组就用多个[
二、方法的签名
获取方法的签名比较麻烦一些，通过下面的方法也可以拿到属性的签名。
打开命令行，输入javap，出现以下信息：
javap命令.png
上述信息告诉我们，通过以下命令就可以拿到指定类的所有属性、方法的签名了，很方便有木有？！
javap -s -p 完整类名
我们通过cd命令，来到Java工程的bin目录，然后输入命令：
D:\WebPrj\TestJni\bin>javap -s -p com.test.JniTest
Compiled from "JniTest.java"
public class com.test.JniTest {
public java.lang.String str;
descriptor: Ljava/lang/String;
public static int NUM;
descriptor: I
static {};
descriptor: ()V
public com.test.JniTest();
descriptor: ()V
public static native java.lang.String getStringFromC();
descriptor: ()Ljava/lang/String;
public native void accessField();
descriptor: ()V
public native void accessStaticField();
descriptor: ()V
public int genRandomInt(int);
descriptor: (I)I
public native void accessMethod();
descriptor: ()V
public native void accessStaticMethod();
descriptor: ()V
public static java.lang.String getUUID();
descriptor: ()Ljava/lang/String;
public static void main(java.lang.String[]);
descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
}
其中，descriptor就是我们需要的签名了，注意签名中末尾的分号不能省略。
方法签名的规律就是，括号不可以省略：
(参数类型签名)返回值类型签名
C/C++访问Java的属性、方法
有以下几种情况：
- 访问Java类的非静态属性。
- 访问Java类的静态属性。
- 访问Java类的非静态方法。
- 访问Java类的静态方法。
- 间接访问Java类的父类的方法。
- 访问Java类的构造方法。
一、访问Java的非静态属性
Java方法中，通过调用accessField，利用C修改静态属性
public String str = "Li lu";
//访问非静态属性str，修改它的值
public native void accessField();
C代码如下：（头文件可以不写，直接写实现）
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_test_JniTest_accessField
(JNIEnv * env, jobject jobj){
//通过对象拿到Class
jclass clz = (*env)->GetObjectClass(env, jobj);
//拿到对应属性的ID
jfieldID fid = (*env)->GetFieldID(env, clz, "str", "Ljava/lang/String;");
//通过属性ID拿到属性的值
jstring jstr = (*env)->GetObjectField(env, jobj, fid);
//通过Java字符串拿到C字符串，第三个参数是一个出参，用来告诉我们GetStringUTFChars内部是否复制了一份字符串
//如果没有复制，那么出参为isCopy，这时候就不能修改字符串的值了，因为Java中常量池中的字符串是不允许修改的（但是jstr可以指向另外一个字符串）
char* cstr = (*env)->GetStringUTFChars(env, jstr, NULL);
//在C层修改这个属性的值
char res[20] = "I love you : ";
strcat(res, cstr);
//重新生成Java的字符串，并且设置给对应的属性
jstring jstr_new = (*env)->NewStringUTF(env, res);
(*env)->SetObjectField(env, jobj, fid, jstr_new);
//最后释放资源，通知垃圾回收器来回收
//良好的习惯就是，每次GetStringUTFChars，结束的时候都有一个ReleaseStringUTFChars与之呼应
(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, jstr, cstr);
}
最后在Java中测试：
public static void main(String[] args) {
JniTest test = new JniTest();
System.out.println(test.str);
//修改非静态属性str
test.accessField();
System.out.println(test.str);
}
二、访问Java的静态属性
Java代码如下：
//访问静态属性NUM，修改它的值
public static int NUM = 1;
public native void accessStaticField();
C代码如下：
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_test_JniTest_accessStaticField
(JNIEnv * env, jobject jobj){
//与上面类似，只不过是某些方法需要加上Static
jclass clz = (*env)->GetObjectClass(env, jobj);
jfieldID fid = (*env)->GetStaticFieldID(env, clz, "NUM", "I");
jint jInt = (*env)->GetStaticIntField(env, clz, fid);
jInt++;
(*env)->SetStaticIntField(env, clz, fid, jInt);
}
最后在Java中测试：
public static void main(String[] args) {
JniTest test = new JniTest();
System.out.println(NUM);
test.accessStaticField();
System.out.println(NUM);
}
三、访问Java的非静态方法
Java代码如下，通过调用accessMethod，在底层用C语言调用genRandomInt方法
//产生指定范围的随机数
public int genRandomInt(int max){
System.out.println("genRandomInt 执行了...max = "+ max);
return new Random().nextInt(max);
}
public native void accessMethod();
C代码如下：
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_test_JniTest_accessMethod
(JNIEnv * env, jobject jobj){
jclass clz = (*env)->GetObjectClass(env, jobj);
//拿到方法的ID，最后一个参数是方法的签名
jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, clz, "genRandomInt", "(I)I");
//调用该方法，最后一个是可变参数，就是调用该方法所传入的参数
//套路是如果返回是：Call返回类型Method
jint jInt = (*env)->CallIntMethod(env, jobj, mid, 100);
printf("output from C ： %d", jInt);
}
最后在Java中测试：
public static void main(String[] args) {
JniTest test = new JniTest();
test.accessMethod();
}
四、访问Java的静态方法
Java代码如下，通过调用accessStaticMethod，在底层用C语言调用getUUID方法
public native void accessStaticMethod();
//产生UUID字符串
public static String getUUID(){
System.out.println("getUUID 执行了...");
return UUID.randomUUID().toString();
}
C代码如下：
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_test_JniTest_accessStaticMethod
(JNIEnv * env, jobject jobj){
jclass clz = (*env)->GetObjectClass(env, jobj);
jmethodID mid = (*env)->GetStaticMethodID(env, clz, "getUUID", "()Ljava/lang/String;");
//调用java的静态方法，拿到返回值
jstring jstr = (*env)->CallStaticObjectMethod(env, clz, mid);
//把拿到的Java字符串转换为C的字符串
char* cstr= (*env)->GetStringUTFChars(env, jstr, NULL);
//后续操作，产生以UUID为文件名的文件
char fielName[100];
sprintf(fielName, "D:\\%s.txt", cstr);
FILE* f = fopen(fielName, "w");
fputs(cstr, f);
fclose(f);
printf("output from C : File had saved", jstr);
}
最后在Java中测试：
public static void main(String[] args) {
JniTest test = new JniTest();
test.accessStaticMethod();
}
五、间接访问Java类的父类的方法
Java代码如下：
父类：
package com.test;
public class Human {
protected void speek() {
System.out.println("Human Speek");
}
}
子类：
package com.test;
public class Man extends Human {
@Override
protected void speek() {
// 可以通过super关键字来访问父类的方法
// super.speek();
System.out.println("Man Speek");
}
}
在TestJni类中有Human属性：
//父类的引用指向子类的对象
Human man= new Man();
public native void accessNonvirtualMethod();
如果是直接使用man.speek()的话，访问的是子类Man的方法
但是通过底层C的方式可以间接访问到父类Human的方法，跳过子类的实现，甚至你可以直接哪个父类（如果父类有多个的话），这是Java做不到的。
下面是C代码实现，无非就是属性和方法的访问：
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_test_JniTest_accessNonvirtualMethod
(JNIEnv * env, jobject jobj){
//先拿到属性man
jclass clz=(*env)->GetObjectClass(env, jobj);
jfieldID fid = (*env)->GetFieldID(env, clz, "man", "Lcom/test/Human;");
jobject man = (*env)->GetObjectField(env, jobj, fid);
//拿到父类的类，以及speek的方法id
jclass clz_human = (*env)->FindClass(env, "com/test/Human");
jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, clz_human, "speek", "()V");
//调用自己的speek实现
(*env)->CallVoidMethod(env, man, mid);
//调用父类的speek实现
(*env)->CallNonvirtualVoidMethod(env, man, clz_human, mid);
}
- 当有这个类的对象的时候，使用(*env)->GetObjectClass()，相当于Java中的test.getClass()
- 当有没有这个类的对象的时候，(*env)->FindClass()，相当于Java中的Class.forName("com.test.TestJni")
这里直接使用CallVoidMethod，虽然传进去的是父类的Method ID，但是访问的让然是子类的实现。
最后，通过CallNonvirtualVoidMethod，访问不覆盖的父类方法（C++使用virtual关键字来覆盖父类的实现），当然你也可以指定哪个父类（如果有多个父类的话）。
最后在Java中测试：
public static void main(String[] args) {
JniTest test = new JniTest();
//这时候是调用子类Man的方法
test.man.speek();
//但是通过JNI的方式，可以访问到父类的speek方法
test.accessNonvirtualMethod();
}
六、访问Java类的构造方法
Java代码如下，通过调用accessConstructor，在底层用C语言调用java.util.Date产生一个当前的时间戳，并且返回。
//调用Date的构造函数
public native long accessConstructor();
C代码如下：
JNIEXPORT jlong JNICALL Java_com_test_JniTest_accessConstructor
(JNIEnv * env, jobject jobj){
jclass clz_date = (*env)->FindClass(env, "java/util/Date");
//构造方法的函数名的格式是：<init>
//不能写类名，因为构造方法函数名都一样区分不了，只能通过参数列表（签名）区分
jmethodID mid_Date = (*env)->GetMethodID(env, clz_date, "<init>", "()V");;
//调用构造函数
jobject date = (*env)->NewObject(env, clz_date, mid_Date);
//注意签名，返回值long的属性签名是J
jmethodID mid_getTime= (*env)->GetMethodID(env, clz_date, "getTime", "()J");
//调用getTime方法
jlong jtime = (*env)->CallLongMethod(env, date, mid_getTime);
return jtime;
}
最后在Java中测试：
public static void main(String[] args) {
JniTest test = new JniTest();
//直接在Java中构造Date然后调用getTime
Date date = new Date();
System.out.println(date.getTime());
//通过C语音构造Date然后调用getTime
long time = test.accessConstructor();
System.out.println(time);
}
总结
属性、方法的访问的使用是和Java的反射API类似的。
综合进阶案例——JNI返回中文乱码问题
测试乱码问题：
public native void testChineseIn(String chinese);//传进去
public native String testChineseOut();//取出来会乱码
public static void main(String[] args) {
//传中文进去，然后转为C字符串，直接在C层输出是没有问题的
JniTest test = new JniTest();
test.testChineseIn("我爱你");
//C层将C字符串转换为JavaString然后输出，就会乱码
System.out.println(test.testChineseOut());
}
C代码如下：
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_test_JniTest_testChineseIn
(JNIEnv * env, jobject jobj, jstring chinese){
char* c_chinese = (*env)->GetStringUTFChars(env, chinese, NULL);
printf("%s", c_chinese);
}
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_test_JniTest_testChineseOut
(JNIEnv * env, jobject jobj){
char* c_str = "我爱你";
jstring j_str = (*env)->NewStringUTF(env, c_str);
return j_str;
}
结果输出，其中第一条是C返回的乱码，第二条是传进去在C层打印的结果：
ÎҰ®Ä
我爱你
可以看到C执行的速度要比Java快。
原因分析，调用NewStringUTF的时候，产生的是UTF-16的字符串，但是我们需要的时候UTF-8字符串。
解决办法，通过Java的String类的构造方法来进行字符集变换。
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_test_JniTest_testChineseOut
(JNIEnv * env, jobject jobj){
//需要返回的字符串
char* c_str = "我爱你";
//jstring j_str = (*env)->NewStringUTF(env, c_str);
//通过调用构造方法String string = new String(byte[], charsetName);来解决乱码问题
//0.找到String类
jclass clz_String = (*env)->FindClass(env, "java/lang/String");
jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, clz_String, "<init>", "([BLjava/lang/String;)V");
//准备new String的参数：byte数组以及字符集
//1.创建字节数组，并且将C的字符串拷贝进去
jbyteArray j_byteArray = (*env)->NewByteArray(env, strlen(c_str));
(*env)->SetByteArrayRegion(env, j_byteArray, 0, strlen(c_str), c_str);
//2.创建字符集的参数，这里用Windows的more字符集GB2312
jstring charsetName = (*env)->NewStringUTF(env, "GB2312");
//调用
jstring j_new_str = (*env)->NewObject(env, clz_String, mid, j_byteArray, charsetName);
return j_new_str;
}
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