Jni与java间的数据类型转换

JNI数据类型转换.png

1.JNIEnv是一个线程相关的结构体，该结构体代表了Java在本线程的执行环境

JNIEnv和JavaVM的区别：

• JavaVM：JavaVM是Java虚拟机在JNI层的代表，JNI全局仅仅有一个；
• JNIEnv：JavaVM 在线程中的代码，每个线程都有一个，JNI可能有非常多个JNIEnv；

JNIEnv的作用：

• 调用Java 函数：JNIEnv代表了Java执行环境，能够使用JNIEnv调用Java中的代码
• 操作Java代码：Java对象传入JNI层就是jobject对象，需要使用JNIEnv来操作这个Java对象

JNIEnv的创建

• C 中——JNIInvokeInterface：JNIInvokeInterface是C语言环境中的JavaVM结构体，调用 (AttachCurrentThread)(JavaVM, JNIEnv*, void) 方法，能够获得JNIEnv结构体
• C++中 ——_JavaVM：_JavaVM是C++中JavaVM结构体，调用jint AttachCurrentThread(JNIEnv** p_env, void* thr_args) 方法，能够获取JNIEnv结构体；

JNIEnv的释放

• C 中释放：调用JavaVM结构体JNIInvokeInterface中的(DetachCurrentThread)(JavaVM)方法，能够释放本线程的JNIEnv
• C++ 中释放：调用JavaVM结构体_JavaVM中的jint DetachCurrentThread(){ return functions->DetachCurrentThread(this); } 方法，就可以释放 本线程的JNIEnv。

JNIEnv与线程

JNIEnv是线程相关的，即在每一个线程中都有一个JNIEnv指针，每个JNIEnv都是线程专有的，其他线程不能使用本线程中的JNIEnv，即线程A不能调用线程B的JNIEnv。所以JNIEnv不能跨线程。

• JNIEnv只在当前线程有效：JNIEnv仅仅在当前线程有效，JNIEnv不能在线程之间进行传递，在同一个线程中，多次调用JNI层方便，传入的JNIEnv是同样的
• 本地方法匹配多个JNIEnv：在Java层定义的本地方法，能够在不同的线程调用，因此能够接受不同的JNIEnv
  #######创建Java中的对象
• jobject NewObject(JNIEnv *env, jclass clazz,jmethodID methodID, ...)：
• jobject NewObjectA(JNIEnv *env, jclass clazz,jmethodID methodID, const jvalue *args)：
• jobject NewObjectV(JNIEnv *env, jclass clazz,jmethodID methodID, va_list args)：
  第一个参数jclass class 代表的你要创建哪个类的对象，第二个参数,jmethodID methodID代表你要使用那个构造方法ID来创建这个对象。只要有jclass和jmethodID，我们就可以在本地方法创建这个Java类的对象

创建Java类中的String对象

• jstring NewString(JNIEnv *env, const jchar *unicodeChars,jsize len)：
  通过Unicode字符的数组来创建一个新的String对象。
  env是JNI接口指针；unicodeChars是指向Unicode字符串的指针；len是Unicode字符串的长度。返回值是Java字符串对象，如果无法构造该字符串，则为null。
• 那有没有一个直接直接new一个utf-8的字符串的方法呢？答案是有的，就是jstring NewStringUTF(JNIEnv *env, const char *bytes)这个方法就是直接new一个编码为utf-8的字符串。

创建类型为基本类型PrimitiveType的数组

• ArrayType New<PrimitiveType>Array(JNIEnv *env, jsize length);
  指定一个长度然后返回相应的Java基本类型的数组

创建类型为elementClass的数组

• jobjectArray NewObjectArray(JNIEnv *env, jsize length,jclass elementClass, jobject initialElement);

获取数组中某个位置的元素

• jobject GetObjectArrayElement(JNIEnv *env,jobjectArray array, jsize index);

获取数组的长度

• jsize GetArrayLength(JNIEnv *env, jarray array);

将java类生成对应的class文件

在AS的terminal中定位到目标类的当前目录，执行以下命令即可生成.class文件

javac 目标类.java

当前目录进入到下级目录：

D:\adc\dd>cd 下级目录名称

当前目录退回到上级目录

D:\adc\dd>cd ..

快捷进入某个目录：打开terminal窗口，然后拖动目标文件到terminal，在terminal中就会定位到该目标文件的路径，然后输入pwd就会进入当前路径：

image.png

Jni静态注册和动态注册

• 静态注册

示例：
1.在java中编写java代码：

public class NDKTool {

    public static native String getStringFromNdk();

}

2.打开AS的命令窗口Terminal，定位到java这一级的文件夹下：
例如：cd D:\Android_Study_Projects\CMakeApplication\app\src\main\java>

image.png

3.执行javah生成.h头文件:
javah -jni com.example.cmakeapplication.NDKTool (回车键)

image.png

image.png

3.编写方法实体，在cpp文件夹下新建一个类NDKTool，将上一步生成的.h文件里边的内容复制到NDKTool中

image.png

编写如下内容:

#include <jni.h>
#include "../../../../../../android_sdk/sdk/ndk/20.0.5594570/toolchains/llvm/prebuilt/windows-x86_64/sysroot/usr/include/jni.h"
/* Header for class com_example_cmakeapplication_NDKTool */

#ifndef _Included_com_example_cmakeapplication_NDKTool
#define _Included_com_example_cmakeapplication_NDKTool
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

    JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_example_cmakeapplication_NDKTool_getStringFromNdk
        (JNIEnv *env, jclass) {

    return env->NewStringUTF("Hello ,I am String from Jni lib");
};

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

4.在CMakeList中添加编译配置：

add_library( # Sets the name of the library.
        #设置编译后库的名称
        NDK_Tool

        # Sets the library as a shared library.
        #设置库的类型
        SHARED

        # Provides a relative path to your source file(s).
        # 设置源文件
        NDKTool.cpp
        )
target_link_libraries( # Specifies the target library.
        native-lib
        hello
        NDK_Tool

        # Links the target library to the log library
        # included in the NDK.
        ${log-lib})

点击build/Make Project编译

image.png

6.调用：
NDKTool.java的内容

public class NDKTool {

    static {
        System.loadLibrary("NDK_Tool");
    }

    public static native String getStringFromNdk();

}

Activity中调用:

 @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        TextView tv = findViewById(R.id.sample_text);
        tv.setText(NDKTool.getStringFromNdk());
    }

以上就是静态注册的流程

• 动态注册有两个重点

• 重写JNI_OnLoad(JavaVM *vm,void *reserved)方法

JNIEXPORT jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved) {
    __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "JNITag", "enter jni_onLoad");
    JNIEnv *env = NULL;
    jint result = -1;
    if ((*vm)->GetEnv(vm, (void **) &env, JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) {
        return result;
    }

    const JNINativeMethod method[] = {
            {"add", "(II)I", (void *) addNumber},
            {"sub", "(II)I", (void *) subNumber},
            {"mul", "(II)I", (void *) mulNumber},
            {"div", "(II)I", (void *) divNumber}
    };

    //获取类的路径，上下文指针*env获得FindClass方法，参数传入当前的环境和类的路径
    jclass className = (*env)->FindClass(env, "com/example/cmakeapplication/culculate/JniTools");
    //注册目标的Jni类,参数：上下文环境，类名称，方法，方法数量
    jint ret = (*env)->RegisterNatives(env, className, method, 4);
    //判断注册的结果
    if (ret != JNI_OK) {
        __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "JNITag", "Jni register error");
        return -1;
    }
    return JNI_VERSION_1_6;
}

• 方法的签名，方法如下：

在terminal中定位到目标class文件的路径，然后执行命令：

javap -s 目标文件.class

就会在terminal窗口中显示该目标文件中所有方法的签名信息:
例如:

image.png

好文推荐：
CMake脚本配置Jni的编译https://blog.csdn.net/b2259909/article/details/58591898
Jni入门系列知识https://www.jianshu.com/p/0f34c097028a