JNI 简介

JNI是Java Native Interface的缩写，通过使用 Java本地接口书写程序，可以确保代码在不同的平台上方便移植；从Java1.1开始，JNI标准成为java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互

本地代码与 Java 虚拟机之间是通过 JNI 函数实现相互操作的；JNI 函数通过接口指针来获得，本地方法将 JNI 接口指针当作参数来接受；虚拟机保证在从相同的 Java 线程中对本地方法进行多次调用时，传递给本地方法的接口指针是相同的，本地方法被不同的 Java 线程调用时，它接受不同的 JNI接口指针

使用JNI和算法进行交互，主要是为了提高算法的性能，最大化的利用机器硬件资源

Android 中的语言层

可以将语言层分成Java层和Native层；为什么会有Native层呢？是因为在Java出现之前，很多的功能和系统都是由Native语言写的，所以Java出现之后就不必重复造轮子，直接调用这些方法就行了，而且Native层更接近汇编语言，所以性能更优

所以代码中就出现了Java层调用Native层的方法，而这个跨语言的调用过程就是 JNI

下图就是他们的关系：

当Java语言无法处理一些任务的时候，就可以使用JNI来完成

下面是几个 JNI 的应用场景：

需要调用Java语言不支持的依赖于操作系统平台特性的一些功能

● 需要调用当前UNIX系统的某个功能，而Java不支持这个功能的时候，就要用到JNI

● 在程序对时间敏感或对性能要求特别高时，有必要用到更底层的语言来提高运行效率

● 音视频开发涉及到的音视频编解码需要更快的处理速度，这就需要用到JNI

● 为了整合一些以前的非Java语言开发的系统

● 需要用到早期实现的C/C++语言开发的一些功能或者系统，将这些功能整合到当前的系统或者新的版本中

JNI是完善Java的一个重要功能，它让Java更加全面、封装了各个平台的差异性

JNI在 Android 开发里的应用主要有：

● 音视频开发

● 热修复

● 插件化

● 逆向开发

● 等等…

为了更好的使用JNI，Android提供了NDK这个工具，NDK基于JNI，所以理解了JNI，NDK也会很容易掌握

JNI 中的引用类型

Java中提供了四种引用类型，可以帮助垃圾回收。同样jni也提供了引用类型

● 本地引用（LocalReferences）

● 全局引用（Global References）

● 弱全局引用（Weak GlobalReferences）

本地引用

● JNIEnv 提供的函数中定义的非全局的引用基本上都是本地引用，因此本地引用也是JNI中最常见的引用类型

● 本地引用最大的特点当Native函数返回时，这个本地引用就会被自动释放；所以此引用是JVM负责的引用类型，受JVM管理

我们也可以使用JNIEnv的DeleteLocalRef函数来手动删除本地引用

全局引用

● 在native函数返回时不会被自动释放，因此全局引用需要手动来进行释放，并且不会被GC回收

● JNIEnv的NewGlobalRef函数用来创建全局引用，调用JNIEnv的DeleteGlobalRef函数来释放全局引用

全局引用不受到JVM管理

弱全局引用

● 是一种特殊的全局引用；它和全局引用的特点相似，不同的是弱全局是可以被GC回收的，弱全局引用被GC回收之后会指向NULL

● 在运行过程中可能会被垃圾回收；所以使用它之前，需要调用 JNIEnv 的 isSameObject 判断它是否被回收

JNI 的异常处理

● JNI 中也有异常，不过它和 C++、Java 的异常不太一样；如果调用 JNIEnv 的某些函数出错了，则会产生一个异常，但这个异常不会中断本地函数的执行，直到从 JNI 层返回到 Java 层后，虚拟机才会抛出这个异常

● 虽然在 JNI 层中产生的异常不会中断本地函数的运行；但一旦产生异常后，就只能做一些资源清理工作了（例如释放全局引用，或者 ReleaseStringChars）；如果这时调用除上面所说函数之外的其他 JNIEnv 函数，则会导致程序死掉

JNI 层函数可以在代码中截获和修改这些异常，JNIEnv 提供了三个函数给予帮助：

● ExceptionOccured 函数，用来判断是否发生异常

● ExceptionClear 函数，用来清理当前 JNI 层中发生的异常

● ThrowNew 函数，用来向 Java 层抛出异常

JNI 特点：

二进制兼容

● 本地方法库与同一平台上所有Java 虚拟机之间实现二进制兼容，即对于给定平台开发人员只需要维护一种版本的本地方法库

效率高

为了实现实时系统，JNI 在效率与虚拟机无关性之间进行了优化，以保障高效运行

功能强

● JNI 提供了大量的函数及接口让本地方法与Java 虚拟机内核相互操作，增强两者的功能

本地代码与 Java 虚拟机之间是通过 JNI 函数实现相互操作的；JNI 函数通过接口指针来获得，本地方法将 JNI 接口指针当作参数来接受；虚拟机保证在从相同的 Java 线程中对本地方法进行多次调用时，传递给本地方法的接口指针是相同的，本地方法被不同的 Java 线程调用时，它接受不同的 JNI接口指针

尾述

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技术是无止境的，你需要对自己提交的每一行代码、使用的每一个工具负责，不断挖掘其底层原理，才能使自己的技术升华到更高的层面

Android 架构师之路还很漫长，与君共勉

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