Java & JNI 引用数据类型
对应于不同类型的 Java 对象, JNI 包含大量的引用类型
Java 的类类型 | JNI 的引用类型 | 类型描述 |
---|---|---|
java.lang.Object | jobject | 可以表示任何 Java 的对象,或者没有 JNI 对应类型的 Java 对象(实例方法的强制参数) |
java.lang.String | jstring | Java 的 String 字符串类型的对象 |
java.lang.Class | jclass | Java 的 Class 类型对象(静态方法的强制参数) |
Object[] | jobjectArray | Java 任何对象的数组表示形式 |
boolean[] | jbooleanArray | Java 基本类型 boolean 的数组表示形式 |
byte[] | jbyteArray | Java 基本类型 byte 的数组表示形式 |
char[] | jcharArray | Java 基本类型 char 的数组表示形式 |
short[] | jshortArray | Java 基本类型 short 的数组表示形式 |
int[] | jintArray | Java 基本类型 int 的数组表示形式 |
long[] | jlongArray | Java 基本类型 long 的数组表示形式 |
float[] | jfloatArray | Java 基本类型 float 的数组表示形式 |
double[] | jdoubleArray | Java 基本类型 double 的数组表示形式 |
java.lang.Throwable | jthrowable | Java 的 Throwable 类型,表示异常的所有类型和子类 |
JNI 引用类型-Java 基本数据类型数组
写几个示例感受一下 JNI 对数组的操作。
从 Native 获取数组,Java 进行格式化
/**
* 从 Native 获取数组,Java 进行格式化
* @param view
*/
public void getNativeArray(View view) {
boolean[] nativeArray = NativeUtil.getNativeArray();
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("[");
for(int i = 0; i < nativeArray.length; i++) {
stringBuilder.append(nativeArray[i]);
if(i != nativeArray.length -1) {
stringBuilder.append(", ");
}
}
stringBuilder.append("]");
getNativeArrayText.setText(stringBuilder.toString());
}
// JNI 对数组的操作
extern "C"
JNIEXPORT jbooleanArray JNICALL
Java_com_ihubin_ndkjni_NativeUtil_getNativeArray(JNIEnv *env, jclass clazz) {
jboolean* jb = new jboolean[5];
jb[0] = JNI_TRUE;
jb[1] = JNI_FALSE;
jb[2] = JNI_TRUE;
jb[3] = JNI_FALSE;
jb[4] = JNI_TRUE;
jbooleanArray jba = env->NewBooleanArray(5);
env->SetBooleanArrayRegion(jba, 0, 5, jb);
return jba;
}
将 Java 数组传入 Native,Native 格式化
/**
* 将 Java 数组传入 Native,Native 格式化
* @param view
*/
public void formatArray(View view) {
int[] intArray = {11, 22, 33, 44, 55};
String formatArrayStr = NativeUtil.formatArray(intArray);
formatArrayText.setText(formatArrayStr);
}
// JNI 对数组的操作
Java_com_ihubin_ndkjni_NativeUtil_formatArray(JNIEnv *env, jclass clazz, jintArray int_array) {
jint array[5];
env->GetIntArrayRegion(int_array, 0, 5, array);
jsize size = env->GetArrayLength(int_array);
char resutStr[100] = {0};
char str[10] = {0};
strcat(resutStr, "[");
for(int i = 0; i < size; i++) {
sprintf(str, "%d", array[i]);
strcat(resutStr, str);
if(i != size - 1) {
strcat(resutStr, ", ");
}
}
strcat(resutStr, "]");
return env->NewStringUTF(resutStr);
}
Native 计算商品总价
/**
* Native 计算商品总价
* @param view
*/
public void calcTotalMoney(View view) {
double[] price = {5.5, 6.6, 7.7, 8.8, 9.9};
String resultStr = NativeUtil.calcTotalMoney(price);
calcTotalMoneyText.setText(resultStr);
}
// JNI 对数组的操作
extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_ihubin_ndkjni_NativeUtil_calcTotalMoney(JNIEnv *env, jclass clazz, jdoubleArray price) {
jdouble array[5];
env->GetDoubleArrayRegion(price, 0, 5, array);
jsize size = env->GetArrayLength(price);
char resutStr[255] = {0};
char str[20] = {0};
strcat(resutStr, "sum(");
jdouble totalMoney = 0.0;
for(int i = 0; i < size; i++) {
sprintf(str, "%.1f", array[i]);
strcat(resutStr, str);
if(i != size - 1) {
strcat(resutStr, ", ");
}
totalMoney += array[i];
}
strcat(resutStr, ")");
strcat(resutStr, "
=");
sprintf(str, "%.1f", totalMoney);
strcat(resutStr, str);
return env->NewStringUTF(resutStr);
}
Native 计算各科成绩是否通过
/**
* 计算各科成绩是否通过
* @param view
*/
public void calcScorePass(View view) {
float[] yourScore = {59.0F, 88.0F, 76.5F, 45.0F, 98.0F};
String[] yourScoreResult = NativeUtil.calcScorePass(yourScore);
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
stringBuilder.append("[");
for(int i = 0; i < yourScore.length; i++) {
stringBuilder.append(yourScore[i]);
if(i != yourScore.length - 1) {
stringBuilder.append(", ");
}
}
stringBuilder.append("]");
stringBuilder.append("
");
stringBuilder.append("[");
for(int i = 0; i < yourScoreResult.length; i++) {
stringBuilder.append(yourScoreResult[i]);
if(i != yourScoreResult.length - 1) {
stringBuilder.append(", ");
}
}
stringBuilder.append("]");
calcScorePassText.setText(stringBuilder.toString());
}
extern "C"
JNIEXPORT jobjectArray JNICALL
Java_com_ihubin_ndkjni_NativeUtil_calcScorePass(JNIEnv *env, jclass clazz, jfloatArray your_score) {
jfloat array[5];
env->GetFloatArrayRegion(your_score, 0, 5, array);
jsize size = env->GetArrayLength(your_score);
jclass objClass = env->FindClass("java/lang/String");
jobjectArray objArray = env->NewObjectArray(5, objClass, 0);
jstring jstr;
for(int i = 0; i < size; i++) {
if(array[i] >= 60.0) {
jstr = env->NewStringUTF("√");
} else {
jstr = env->NewStringUTF("×");
}
env->SetObjectArrayElement(objArray, i, jstr);
}
return objArray;
}
查看一下结果:
到这里,我们已经‘熟练掌握’了 JNI 对 Java 基本数据类型数组的各种操作。
在
Native 计算各科成绩是否通过
这个示例中,出现了一段代码jclass objClass = env->FindClass("java/lang/String");
下面就来探索一下。
JNI 引用类型-Java 对象
之前,都是在 Java 调用 Native 中的方法,现在,Native 代码反调用 Java 层代码。
Class/属性和方法/对象
一、获取 Class 对象
为了能够在 C/C++ 中调用 Java 中的类,jni.h 的头文件专门定义了 jclass 类型表示 Java 中 Class 类。JNIEnv 中有 3 个函数可以获取 jclass。
// 通过类的名称(类的全名,这时候包名不是用'"."点号而是用"/"来区分的)来获取 jclass
jclass FindClass(const char* clsName)
// 通过对象实例来获取 jclass,相当于 Java 中的 getClass() 函数
jclass GetObjectClass(jobject obj)
// 通过 jclass 可以获取其父类的 jclass 对象
jclass getSuperClass(jclass obj)
例:
// 获取 Java 中的类 java.lang.String
jclass objClass = env->FindClass("java/lang/String");
// 获取一个类的父类
jclass superClass = env->getSuperClass(objClass);
二、获取属性方法
在 C/C++ 获取 Java 层的属性和方法,JNI 在 jni.h 头文件中定义了 jfieldID 和 jmethodID 这两种类型来分别代表 Java 端的属性和方法。
// 获取属性
jfieldID GetFieldID(JNIEnv *env, jclass clazz, const char *name, const char *sig)
// 获取方法
jmethodID GetMethodID(JNIEnv *env, jclass clazz, const char *name, const char *sig)
// 获取静态属性
jfieldID GetStaticFieldID(JNIEnv *env, jclass clazz, const char *name, const char *sig)
// 获取静态方法
jmethodID GetStaticMethodID(JNIEnv *env, jclass clazz,const char *name, const char *sig)
例:
package com.ihubin.ndkjni;
public class User {
public static int staticField = 88;
public int normalField = 99;
public static String getStaticUserInfo() {
return "[name:hubin, age:18]";
}
public String getNormalUserInfo() {
return "[name:hubin, age:28]";
}
private String name;
private int age;
public User() {}
public User(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getFormatInfo() {
return String.format("[name:%s, age:%d]", name, age);
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
// 获取 jclass
jclass userClass = env->FindClass("com/ihubin/ndkjni/User");
// 获取属性 ID
jfieldID normalField = env->GetFieldID(userClass, "normalField", "I");
// 获取静态属性 ID
jfieldID staticField = env->GetStaticFieldID(userClass, "staticField", "I");
// 获取方法 ID
jmethodID normalMethod = env->GetMethodID(userClass, "getNormalUserInfo", "()Ljava/lang/String;");
// 获取静态方法 ID
jmethodID staticMethod = env->GetStaticMethodID(userClass, "getStaticUserInfo", "()Ljava/lang/String;");
// 获取无参构造函数
jmethodID voidInitMethod = env->GetMethodID(userClass, "<init>", "()V");
// 获取有参构造函数
jmethodID paramInitMethod = env->GetMethodID(userClass, "<init>", "(Ljava/lang/String;I)V");
三、构造对象
类实例化以后才能访问里面的非静态属性、方法,下面通过上面获取到的 jclass 和构造函数 jmethodID 构造对象。
// 通过 clazz/methodID/...(可变参数列表) 创建一个对象
jobject NewObject(JNIEnv *env, jclass clazz, jmethodID methodID, ...);
// args(参数数组)
jobject NewObjectA(JNIEnv *env, jclass clazz, jmethodID methodID, const jvalue *args);
// args(指向变参列表的指针)
jobject NewObjectV(JNIEnv *env, jclass clazz, jmethodID methodID, va_list args);
// 通过一个类创建一个对象,默认构造函数
jobject AllocObject(JNIEnv *env, jclass clazz)
例:
// 通过无参构造函数
jobject userOne = env->NewObject(userClass, voidInitMethod);
// 通过有参构造函数
jstring name = env->NewStringUTF("HUBIN");
jint age = 8;
jobject userTwo = env->NewObject(userClass, paramInitMethod, name, age);
// 默认构造函数
jobject userThree = env->AllocObject(userClass);
四、获取属性、调用方法
之前的准备都是为了能使用 Java 对象中的属性、方法。
获取、设置属性值:
XXX Get<type>Field(jobject obj, jfieldID fieldID)
Set<type>Field(jobject obj, jfieldID fieldID, XXX value)
获取、设置静态属性值:
XXX GetStatic<type>Field(jclass clazz, jfieldID fieldID)
SetStatic<type>Field(jclass clazz, jfieldID fieldID, XXX value)
调用方法:
NativeType Call<type>Method(JNIEnv *env, jobject obj, jmethodID methodID, ...)
NativeType Call<type>MethodA(JNIEnv *env, jobject obj, jmethodID methodID, const jvalue *args)
NativeType Call<type>MethodV(JNIEnv *env, jobject obj, jmethodID methodID, va_list args)
调用静态方法:
NativeType CallStatic<type>Method(JNIEnv *env, jclass clazz, jmethodID methodID, ...)
NativeType CallStatic<type>MethodA(JNIEnv *env, jclass clazz, jmethodID methodID, jvalue *args)
NativeType CallStatic<type>MethodV(JNIEnv *env, jclass clazz, jmethodID methodID, va_list args)
例:
// 获取对象中的属性
jint normalFieldValue = env->GetIntField(userOne, normalField);
LOGD("normalField: %d", normalFieldValue);
// 获取 class 中静态属性
jint staticFieldValue = env->GetStaticIntField(userClass, staticField);
LOGD("staticField: %d", staticFieldValue);
// 调用对象中的方法
jobject normalMethodResultObj = env->CallObjectMethod(userOne, normalMethod);
jstring normalMethodResult = static_cast<jstring>(normalMethodResultObj);
const char *normalMethodResultNativeString = env->GetStringUTFChars(normalMethodResult, 0);
LOGD("normalMethodResult: %s", normalMethodResultNativeString);
// 调用 class 中的静态方法
jobject staticMethodResultObj = env->CallStaticObjectMethod(userClass, staticMethod);
jstring staticMethodResult = static_cast<jstring>(staticMethodResultObj);
const char *staticMethodResultNativeString = env->GetStringUTFChars(staticMethodResult, 0);
LOGD("staticMethodResult: %s", staticMethodResultNativeString);
// 调用对象中的方法
jobject getFormatInfoMethodResultObj = env->CallObjectMethod(userTwo, getFormatInfoMethod);
jstring getFormatInfoMethodResult = static_cast<jstring>(getFormatInfoMethodResultObj);
const char *getFormatInfoMethodResultNativeString = env->GetStringUTFChars(getFormatInfoMethodResult, 0);
LOGD("getFormatInfoMethodResult: %s", getFormatInfoMethodResultNativeString);
// 测试 jobject AllocObject(JNIEnv *env, jclass clazz) 创建的对象
jobject userThreeMethodResultObj = env->CallObjectMethod(userThree, normalMethod);
jstring userThreeMethodResult = static_cast<jstring>(userThreeMethodResultObj);
const char *userThreeMethodResultNativeString = env->GetStringUTFChars(userThreeMethodResult, 0);
LOGD("userThreeMethodResult: %s", userThreeMethodResultNativeString);
在获取 jfieldID 、 jmethodID 时,出现了一些奇怪的字符串
I
()Ljava/lang/String;
()V
(Ljava/lang/String;I)V
,下面就来研究一下。
数据类型签名
在 JVM 虚拟机中,存储数据类型的名称时,是使用指定的类型签名来存储,而不是我们习惯的 int,float 等。
JNI 使用的就是这种类型签名。
Java 类型 | 类型签名 |
---|---|
int | I |
long | J |
byte | B |
short | S |
char | C |
float | F |
double | D |
boolean | Z |
void | V |
其他引用类型 | L+类全名+; |
数组 | [ |
方法 | (参数)返回值 |
例子1
Java 类型:java.lang.String
类型签名:Ljava/lang/String;
即一个 Java 类对应的签名,就是 L 加上类的全名,其中 . 要换成 / ,最后不要忘掉末尾的分号。
例子2
Java 类型:String[]
类型签名:[Ljava/lang/String;
Java 类型:int[][]
类型签名:[[I
数组就是简单的在类型描述符前加 [ 即可,二维数组就是两个 [ ,以此类推。
例子3
Java 方法:long f (int n, String s, int[] arr);
类型签名:(ILjava/lang/String;[I)J
Java 方法:void f ();
类型签名:()V
括号内是每个参数的类型符,括号外就是返回值的类型符。
使用
javap -s <Class>
查看签名
至此,我们已经学会了在 Android 项目中 Native 操作 Java 对象。
代码:
参考资料:
Oracle - JNI Types and Data Structures
Android JNI学习(三)——Java与Native相互调用