原文出处:http://www.ccbu.cc/index.php/android/android-jni-jnivm-jnienv.html
JavaVM 和 JNIEnv
JNI 定义了两个关键数据结构,即JavaVM
和JNIEnv
。两者本质上都是指向函数表的二级指针。在 C++ 版本中,它们是一些类,这些类具有指向函数表的指针,并具有每个通过该函数表间接调用的 JNI 函数的成员函数。
1. JavaVM
JavaVM
是虚拟机在JNI中的表示,一个JVM中只有一个JavaVM
对象,这个对象是线程共享的。
通过JNIEnv我们可以获取一个Java虚拟机对象,其函数如下:
/**
* 获取Java虚拟机对象
* @param env JNIEnv对象
* @param vm 用来存放获得的虚拟机的指针的指针
* @return 成功返回0,失败返回其他
*/
jint GetJavaVM(JNIEnv *env, JavaVM **vm);
在加载动态链接库的时候,JVM
会调用JNI_OnLoad(JavaVM* jvm, void* reserved)
(如果定义了该函数),第一个参数会传入JavaVM
指针。可以在该函数中保存JavaVM
指针来供全局使用。
JavaVM *javaVM = NULL;
jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved) {
javaVM = vm;
...
}
2. JNIEnv
JNIEnv
类型是一个指向全部JNI方法的指针,JNIEnv
提供了大部分 JNI 函数。JNIEnv
只在创建它的线程有效,不能跨线程传递,不能再线程之间共享 JNIEnv
。
所有的本地接口函数都会以 JNIEnv
作为第一个参数。不管是静态注册的本地C/C++函数接口,还是动态注册的本地函数接口,函数的第一个参数都是JNIEnv
。
静态注册的函数实例
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_cc_ccbu_jnitest_Test_textFromJni
(JNIEnv *, jobject) {
return env->NewStringUTF("text from jni");
}
动态注册的函数实例
jstring textFromJni(JNIEnv* env, jobject thiz) {
return env->NewStringUTF("text from jni");
}
static JNINativeMethod gMethods[] = {
{"textFromJni", "()Ljava/lang/String;", (void*)textFromJni}
};
int registerMethod(JNIEnv *env) {
jclass test = env->FindClass("cc/ccbu/jnitest/Test");
return env->RegisterNatives(test, gMethods, sizeof(gMethods)/ sizeof(gMethods[0]));
}
如果一段代码无法通过其他方法获取自己的 JNIEnv
,可以通过全局有效的 JavaVM
,然后使用 GetEnv
来获取当前线程的 JNIEnv
(如果该线程包含一个 JNIEnv
)。
JNIEnv* env = NULL;
if (javaVM->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) {
return JNI_ERR;
}
GetEnv
函数定义如下:
/**
* 获取当前线程JNIEnv
* @param env 用来存放获取JNIEnv对象的指针的指针
* @param version JNI版本
* @return 成功返回0,失败返回其他
*/
jint GetEnv(void** env, jint version)
对于本地库中创建的线程,需要使用AttachCurrentThread
来附加到 JavaVM
来获取一个可用的JNIEnv
。线程退出或不再需要使用JNIEnv
时,必须通过调用DetachCurrentThread
来解除连接。具体的会在线程篇进行详细说明。
3. 两种代码格式
JavaVM
和 JNIEnv
在 C 语言环境下和 C++ 环境下调用是有区别的,以NewStringUTF
函数为例:'
C语言调用格式为:
(*env)->NewStringUTF(env, “Hellow World!”);
C++调用格式为:
env->NewStringUTF(“Hellow World!”);
建议使用 C++ 格式,这也是大部分代码使用的形式。但C++ 格式其实只是封装了 C 格式,使得调用更加简介方便。
4.具体定义
JavaVM
和 JNIEnv
在 <jni.h> 中的定义如下
#if defined(__cplusplus)
typedef _JNIEnv JNIEnv;
typedef _JavaVM JavaVM;
#else
typedef const struct JNINativeInterface* JNIEnv;
typedef const struct JNIInvokeInterface* JavaVM;
#endif
这里分了 C 和 C++。如果是 C++ 环境下,JNIEnv
和 JavaVM
则只是对 _JNIEnv
和 _JavaVM
的一个重命名;如果是 C 环境下,则是指向 JNINativeInterface
结构体和 JNIInvokeInterface
结构体的指针。JNINativeInterface
和 JNIInvokeInterface
的具体定义如下:
struct JNINativeInterface {
void* reserved0;
void* reserved1;
void* reserved2;
void* reserved3;
jint (*GetVersion)(JNIEnv *);
jclass (*DefineClass)(JNIEnv*, const char*, jobject, const jbyte*,
jsize);
jclass (*FindClass)(JNIEnv*, const char*);
... //此次省略大量函数指针定义
}
struct JNIInvokeInterface {
void* reserved0;
void* reserved1;
void* reserved2;
jint (*DestroyJavaVM)(JavaVM*);
jint (*AttachCurrentThread)(JavaVM*, JNIEnv**, void*);
jint (*DetachCurrentThread)(JavaVM*);
jint (*GetEnv)(JavaVM*, void**, jint);
jint (*AttachCurrentThreadAsDaemon)(JavaVM*, JNIEnv**, void*);
};
JNINativeInterface
包含了很多的函数指针,JNI中常用的函数基本都在这个结构体中进行了定义。JNIInvokeInterface
相对比较简单。C++环境下的封装_JNIEnv
和 _JavaVM
具体定义如下:
struct _JNIEnv {
/* do not rename this; it does not seem to be entirely opaque */
const struct JNINativeInterface* functions;
#if defined(__cplusplus)
jint GetVersion()
{ return functions->GetVersion(this); }
jclass DefineClass(const char *name, jobject loader, const jbyte* buf,
jsize bufLen)
{ return functions->DefineClass(this, name, loader, buf, bufLen); }
jclass FindClass(const char* name)
{ return functions->FindClass(this, name); }
...//此次省略大量函数定义
#endif /*__cplusplus*/
};
struct _JavaVM {
const struct JNIInvokeInterface* functions;
#if defined(__cplusplus)
jint DestroyJavaVM()
{ return functions->DestroyJavaVM(this); }
jint AttachCurrentThread(JNIEnv** p_env, void* thr_args)
{ return functions->AttachCurrentThread(this, p_env, thr_args); }
jint DetachCurrentThread()
{ return functions->DetachCurrentThread(this); }
jint GetEnv(void** env, jint version)
{ return functions->GetEnv(this, env, version); }
jint AttachCurrentThreadAsDaemon(JNIEnv** p_env, void* thr_args)
{ return functions->AttachCurrentThreadAsDaemon(this, p_env, thr_args); }
#endif /*__cplusplus*/
};
由此可见,C++环境下只是对C语言环境下的结构体进行了简单的封装,使的调用习惯符合C++的调用风格。但由于C和C++环境下代码格式不一样,具体是哪种格式取决于引用的文件是C文件还是C++文件。
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