Android开发之JNI基础知识

作者: csong | 来源:发表于2017-03-20 15:39 被阅读115次

带着问题入场：

什么是JNI,NDK, 与Java是什么关系，有什么应用场景？
JNI提供了哪些基本数据类型？

接下来会针对这两个问题，一一道来。

什么是JNI, NDK, 有什么应用场景？
- JNI是Oracle提供的用于Java调用C/C++或C/C++调用的一套机制, 有自己的一套API，并且与C/C++或者汇编混合使用JNI，Java Native Interface，是 native code 的编程接口。JNI 使 Java 代码程序可以与 native code 交互——在 Java 程序中调用 native code；在 native code 中嵌入 Java 虚拟机调用 Java 的代码。
- NDK提供了一系列的工具，帮助开发者快速开发C（或C++）的动态库，并能自动将so和java应用一起打包成apk。这些工具对开发者的帮助是巨大的.
- NDK集成了交叉编译器，并提供了相应的mk文件隔离CPU、平台、ABI等差异，开发人员只需要简单修改mk文件（指出"哪些文件需要编译"、"编译特性要求"等），就可以创建出so.
- NDK可以自动地将so和Java应用一起打包，极大地减轻了开发人员的打包工作.
- 应用场景：
  - 可以将要求高性能的应用逻辑使用C开发，从而提高应用程序的执行效率
  - 可以将需要保密的应用逻辑使用C开发。毕竟，Java包都是可以反编译的
  - 复用之前C/C++语言开发的基础功能模块到Android环境下。
JNI提供了哪些基本数据类型，提供了哪些API？
- JNI基本数据类型与Java数据类型的对应关系
  basic_type_sign.png
- JNI引用类型与Java数据类型的对应关系
  reference_type.png
- 提供的特有的类， jfieldID, jmethodID, JNIEnv等
  1. jfielID 是JNI提供的JNI 字段类
  2. jmethodID 是JNI提供的JNI方法类
  3. JNIEnv是JNI 接口的全局指针类，类似于JNI的上下文对象
- Global and Local References
  为啥会用到这两类引用？
  
  先说LocalReference,比如平时通过New操作得到的引用类型的对象，都属于Local Reference，看上去像是一个局部变量，其实不是，它与局部变量有这本质区别，在用完变量后需要手动释放，而局部变量却不需要。
  
  Global Reference 是全局的引用，在New Global后一定要Release 这个歌全局引用。
  
  关于这两类引用的使用过程中的如何进行内存管理，在"JNI内存管理模型”中会详细描述。
- 提供哪几类API，作用分别是什么？
  
  -- 类操作 FindClass()
  -- 全局引用于局部引用相关
```
  NewGlobalRef()
  DeleteGlobalRef()
  NewWeakGlobalRef()
  DeleteWeakGlobalRef()
  NewLocalRef()
  DeleteLocalRef()
```
  -- 对象操作不知道有什么用？
  -- 访问对象的成员
  GetFieldID() Get<type>Field() 先拿fieldID,在获取字段值
  Set<type>Field()
  
  -- 访问静态成员
  GetStaticFieldID()
  GetStatic<type>Fiel SetStatic<type>Field
  -- 对象成员函数调用
  GetMethodID()
  Call<type>Method
  Call<type>MethodA
  Call<type>MethodV
  CallNonvirtual<type>Method
  CallNonvirtual<type>MethodA
  CallNonvirtual<type>MethodV
  -- 静态函数调用
  GetStaticMethodID()
  CallStatic<type>Method
  CallStatic<type>MethodA
  CallStatic<type>MethodV
  -- 字符串操作
  NewString() NewStringUTF()
  GetStringLength()
  GetStringChars()
  ReleaseStringChars()
  GetStringUTFLength()
  GetStringUTFChars()
  ReleaseStringUTFChars()
  GetStringRegion()
  GetStringUTFRegion()
  -- 数组操作
  GetArrayLength()
  NewObjectArray(JNIEnv *env, jsize length,jclass elementClass, jobject initialElement);
  jobject GetObjectArrayElement()
  SetObjectArrayElement()
```
 基本数据类型的数组操作
 New<PrimitiveType>Array()
 Get<PrimitiveType>ArrayElements()
 Release<PrimitiveType>ArrayElements(JNIEnv *env, ArrayType array, NativeType *elems, jint mode)
 参数对应关系图
 
 void Get<PrimitiveType>ArrayRegion(JNIEnv *env, ArrayType array,jsize start, jsize len, NativeType *buf);
 void Set<PrimitiveType>ArrayRegion(JNIEnv *env, ArrayType array,jsize start, jsize len, const NativeType *buf)
```
  -- 函数注册于反注册
  jint RegisterNatives(JNIEnv *env, jclass clazz,const JNINativeMethod *methods, jint nMethods);
  jint UnregisterNatives(JNIEnv *env, jclass clazz);
  -- 反射函数还不知道如何使用
  jmethodID FromReflectedMethod(JNIEnv *env, jobject method);
  jfieldID FromReflectedField(JNIEnv *env, jobject field);
  jobject ToReflectedMethod(JNIEnv *env, jclass cls,jmethodID methodID, jboolean isStatic);
  jobject ToReflectedField(JNIEnv *env, jclass cls,jfieldID fieldID, jboolean isStatic);
- JNI 类型签名
  - 基本数据类型的类型签名
    basic_type_sign.png
    - 引用数据类型的类型签名
      reference_type_sign.png
  - 方法的描述符