JNI学习笔记

JNI学习笔记作者：叶乔生日期：2010-04-23参考资料：《Android JNI详述》《Java本地接口规范》《传智播客视频教程》笔记目录 (1)前述：JNI简介 (2)一，何时使用JNI (2)二，使用JNI的弊端 (2)三，基本工具的配备 (2)第一章：设计概述 (2)一，JNI 接口函数和指针 (2)二，本地方法的加载 (3)三，本地方法的定义 (3)四，JNI本地方法的流程 (3)第二章：HelloWord小程序 (3)一，创建Java工程 (4)二，使用javah生成头文件 (4)三，本地方法的C/C++编程 (5)四，制作so动态库文件 (5)第三章：JNI 类型和数据结构 (6)一，JNI类型和数据结构 (6)二，类型签名 (7)第四章：JNI 函数 (7)一，JNIEnv简介 (7)二，常用的API简介 (7)终结章：总结 (11)一，注意的地方 (11)二，内存泄露问题 (11)三，多线程的调用 (12)四，学习总结 (12)笔记目录前述：JNI简介第一章：设计概述第二章：HelloWord小程序第三章：JNI 类型和数据结构第四章：JNI 函数终结章：总结前述：JNI简介JNI 是本地编程接口。

它使得在Java 虚拟机(VM) 内部运行的Java 代码能够与用其它编程语言（如C、C++ 和汇编语言）编写的应用程序和库进行互操作。

JNI 最重要的好处是它没有对底层Java 虚拟机的实现施加任何限制。

因此，Java 虚拟机厂商可以在不影响虚拟机其它部分的情况下添加对JNI 的支持。

程序员只需编写一种版本的本地应用程序或库，就能够与所有支持JNI 的Java 虚拟机协同工作。

一，何时使用JNI1，标准Java 类库不支持与平台相关的应用程序所需的功能。

2，已经拥有了一个用另一种语言编写的库，而又希望通过JNI 使Java 代码能够访问该库。

3，想用低级语言（如汇编语言）实现一小段时限代码。

二，使用JNI的弊端1、如果本地接口要移植到其他平台，那么这些接口就需要重新编写。

2、Java是强类型的语言，而C/C++不是。

因此，你必须在使用JNI时更小心。

3、使用Java开发程序时，尽量少用本地代码。

三，基本工具的配备1，cygwin的安装2，NDK的安装(/build/host-setup.sh)第一章：设计概述一，JNI 接口函数和指针平台相关代码是通过调用JNI 函数来访问Java 虚拟机功能的。

JNI 函数可通过接口指针来获得。

接口指针是指针的指针，它指向一个指针数组，而指针数组中的每个元素又指向一个接口函数。

每个接口函数都处在数组的某个预定偏移量中。

下图说明了接口指针的组织结构。

JNI 接口的组织类似于C++ 虚拟函数表。

使用接口表而不使用硬性编入的函数表的好处是使JNI 名字空间与平台相关代码分开。

虚拟机可以很容易地提供多个版本的JNI 函数表。

JNI 接口指针只在当前线程中有效。

因此，本地方法不能将接口指针从一个线程传递到另一个线程中。

实现JNI 的虚拟机可将本地线程的数据分配和储存在JNI 接口指针所指向的区域中二，本地方法的加载1，首先将已经编译好的―.so‖文件拷贝到工程目录下。

2，程序中通过System.loadLibrary(―库名‖)方法来加载这些动态连接库。

―库名‖必须与―.so‖文件名一致，且不需要后坠名，JA V A会自动去识别是哪种类型三，本地方法的定义关键字―native‖来区分是否是本地方法接口，如：static native void Init_JNI(int nTime);public native void Init_JNI (int nTime);四，JNI本地方法的流程1，定义本地方法接口2，用javah生成对应的头文件3，编写C/C++代码4，制作―.so‖库文件5，加载并引用―.so‖库文件第二章：HelloWord小程序首先我们从一个简单的HelloWord小程序开始吧一，创建Java工程在Java上创建HelloWord工程，并定义本地方法，如下创建一个Hello类package HelloWord.JNI.TEST;public class Hello{static{System.loadLibrary("myjni");}static native String sayHello();}类中定义了一个静态的sayHello的本地方法。

―myjni‖是我们将要生成的库文件，即―myjni.so‖文件。

这样，应用就可以直接调用这个本地方法进行使用了。

二，使用javah生成头文件格式如：javah -classpath . -jni 包名.类名1，进入工程中的BIN目录下2，javah -classpath . -jni HelloWord.JNI.TEST.Hello这样，就生成了该本地方法的头文件―HelloWord_JNI_TEST_Hello.h‖，其中我们可以看到对本地方法的定义如下：/** Class: HelloWord_JNI_TEST_Hello* Method: sayHello* Signature: ()Ljava/lang/String;*/JNIEXPORT jstring JNICALL Java_HelloWord_JNI_TEST_Hello_sayHello (JNIEnv *, jclass);我们可以看到他的函数名是―Java_包名_类名_本地方法名‖JNIEnv参数是其自变量——它是指向类型为JNIEnv_的一个特殊JNI数据结构的指针。

JNI数据结构的一个元素是指向由JVM生成的一个数组的指针；该数组的每个元素都是指向一个JNI函数的指针。

Jclass是该―Hello类‖。

如果我们的本地方法定义的是―public‖的话，那这个参数就会变成―jobject‖，即其―Hello 对象‖；在Java中，所有被定义为静态的方法，是与非静态分开的，有固定的自有内存存储，而且都不允许访问非静态的方法（因为非静态的方法需要先创建对象），所以这里的入参是―类‖，而不是―对象‖。

三，本地方法的C/C++编程1，创建一个动态连接库的仿真工程2，创建―HelloWord_JNI_TEST_Hello .CPP‖文件，最好同头文件同名，容易区分。

3，编写简单的C/C++代码，如下：JNIEXPORT jstring JNICALL Java_HelloWord_JNI_TEST_Hello_sayHello(JNIEnv *env, jclass cls){//返回字符串―Hello, Welcome!‖return env->NewStringUTF("Hello, Welcome!");}四，制作so动态库文件我们将编写好的CPP文件，存放在NDK目录下的―apps\HelloWord‖目录下，然后创建makefile文件，―Application.mk‖和―Android.mk‖。

1，Application.mk代码为：#当前模块的名字叫做HelloWordAPP_MODULES := HelloWord#工程路径是当前目录APP_PROJECT_PA TH := $(call my-dir)# Android.mk的位置APP_BUILD_SCRIPT := $(call my-dir)/Android.mk2，Android.mk代码为：# Test that LOCAL_CFLAGS works for both C and C++ sources#本地路径为当前目录LOCAL_PATH := $(call my-dir)include $(CLEAR_V ARS)#编译的目标对象LOCAL_MODULE := HelloWord#编译的源文件LOCAL_SRC_FILES := HelloWord_JNI_TEST_Hello.cpp#需要包含的头文件目录LOCAL_C_INCLUDES := $(JNI_H_INCLUDE)#是否需要prelink处理LOCAL_PRELINK_MODULE := false#指明要编译成动态库include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)3，编译so动态库文件打开cygwin，在NDK目录下，执行―make APP=HelloWord -B‖即可。

这样我们便生成了libs目录，里面包含一个so动态库文件。

4，加载动态连接库把我们生成的整个libs文件夹，拷贝到android工程目录下，然后在eclipse中更新工程，这是我们便可以看到这个libs了，run一下，我们就能看到调用―sayHello‖这个本地方法返回的字符串了。

第三章：JNI 类型和数据结构一，JNI类型和数据结构首先大家来看这张表，如下图：二，类型签名JNI 使用Java 虚拟机的类型签名表述。

表3-2 列出了这些类型签名。

例如，Java 方法：long fun(int n, String s, int[] arr);具有以下类型签名：(ILjava/lang/String;[I)J一，查询类型签名方法JDK提供了一个工具javap来查看一个类的方法的签名javap –s –p [full Class Name](即：包名.类名)-s 表示输出签名信息-p 同-private, 输出包括private访问权限的成员信息第四章：JNI 函数一，JNIEnv简介JNIEnv 的类型是一个指针，指向存储全部JNI 函数指针的结构。

每个函数均可通过JNIEnv 参数以固定偏移量进行访问。

二，常用的API简介JNI的API非常多，我们这里只讲解比较常用的API，如下：1，类操作通过对象来获取类jclass GetObjectClass(JNIEnv *env, jobject obj);通过签名来查找类jclass FindClass(JNIEnv *env, const char *name);2，全局及局部引用全局引用jobject NewGlobalRef(JNIEnv *env, jobject obj);void DeleteGlobalRef(JNIEnv *env, jobject globalRef);局部引用jobject NewLocalRef(JNIEnv *env, jobject obj);void DeleteLocalRef(JNIEnv *env, jobject localRef);3，对象操作jobject NewObject(JNIEnv *env, jclass clazz, jmethodID methodID, ...);4，访问对象的域获取类的变量jfieldID GetFieldID(JNIEnv *env, jclass clazz, const char *name, const char *sig);通过fieldID获取该变量的值NativeType Get<type>Field(JNIEnv *env, jobject obj, jfieldID fieldID);通过fieldID设置该变量的值void Set<type>Field(JNIEnv *env, jobject obj, jfieldID fieldID, NativeType value);以下为静态类型处理jfieldID GetStaticFieldID(JNIEnv *env, jclass clazz, const char *name, const char *sig); NativeType GetStatic<type>Field(JNIEnv *env, jclass clazz, jfieldID fieldID);void SetStatic<type>Field(JNIEnv *env, jclass clazz, jfieldID fieldID, NativeType value);5，调用实例方法获取类的方法jmethodID GetMethodID(JNIEnv *env, jclass clazz, const char *name, const char *sig);通过methodID来调用方法NativeType Call<type>Method(JNIEnv *env, jobject obj, jmethodID methodID, ...); jmethodID GetStaticMethodID(JNIEnv *env, jclass clazz, const char *name, const char *sig);NativeType CallStatic<type>Method(JNIEnv *env, jclass clazz,jmethodID methodID, ...);通过类参数和methodID来调用方法NativeType CallNonvirtual<type>Method(JNIEnv *env, jobject obj, jclass clazz, jmethodID methodID, ...);这个一般用于子类调用父类时来用，用得比较少。