• JNI数组传递与异常处理

    原文：http://blog.csdn.net/chenjin_zhong/article/details/5872566

    JNI通过JNIEnv提供的操作Java数组的功能。它提供了两个函数：一个是操作java的简单型数组的，另一个是操作对象类型数组的。

    因为速度的原因，简单类型的数组作为指向本地类型的指针暴露给本地代码。因此，它们能作为常规的数组存取。这个指针是指向实际的Java数组或者Java数组的拷贝的指针。另外，数组的布置保证匹配本地类型。

    为了存取Java简单类型的数组，你就要要使用GetXXXArrayElements函数（见表A），XXX代表了数组的类型。这个函数把Java数组看成参数，返回一个指向对应的本地类型的数组的指针。

    表A

    函数 Java 数组类型 本地类型
    GetBooleanArrayElements jbooleanArray jboolean
    GetByteArrayElements jbyteArray jbyte
    GetCharArrayElements jcharArray jchar
    GetShortArrayElements jshortArray jshort
    GetIntArrayElements jintArray jint
    GetLongArrayElements jlongArray jlong
    GetFloatArrayElements jfloatArray jfloat
    GetDoubleArrayElements jdoubleArray jdouble

    JNI数组存取函数

    当你对数组的存取完成后，要确保调用相应的Relea***XXArrayElements函数，参数是对应Java数组和GetXXXArrayElements返回的指针。如果必要的话，这个释放函数会复制你做的任何变化（这样它们就反射到java数组），然后释放所有相关的资源。

    为了使用java对象的数组，你必须使用GetObjectArrayElement函数和SetObjectArrayElement函数，分别去get，set数组的元素。GetArrayLength函数会返回数组的长度。

    下面通过一个实际的例子,演示一下在JAVA中传递基本类型的数组与对象类型的数组，然后在C++中进行相应的处理。

    数组传递: 

    1. package com.cjz.ibm;

    3. public class CopyArray {
    4.  static int totalsum = 0;
    5.  static int a[] = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
    6.  static String str[] = new String[] { "we", "are", "friends" };
    7.  static {

    9.   System.loadLibrary("CopyArray");

    11.  }

    13.  private native int sum(int[] num);

    15.  private native int sum(String[] str);

    17.  public static void main(String[] args) {

    19.   CopyArray cp = new CopyArray();

    21.   cp.sum(a);
    22.   cp.sum(str);

    24.  }

    26. }

    在这个简单的java程序中，我们定义了两种类型的数组，一种是整形数组，属于基本数据类型的数组，另一种是字符串类型的数组，属于对象数组。然后把这两种类型数组分别作为参数传递到本地方法sum中去。其中sum函数具有相同的函数名和返回值类型，区别它们的是参数类型，这样，就涉及到方法签名的问题，方法签名是参数的类型+方法的返回值类型。可知，它们的方法签名是不相同的，所以为两个不同的方法。

    经过编译，生成C++的头文件，这个过程可以参考http://blog.csdn.net/chenjin_zhong/archive/2010/09/08/5870305.aspx  

    1. #include <iostream.h>
    2. #include <string.h>
    3. #include "com_cjz_ibm_CopyArray.h"
    4. JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_cjz_ibm_CopyArray_sum___3I
    5. (JNIEnv* env, jobject obj, jintArray array1){
    6. //传入的参数是整形数组

    8. jint* arr;//定义一个整形指针
    9. int sum=0;
    10. //对于整形数组的处理，主要有GetIntArrayElements与GetIntArrayRegion
    11. //第一种方法
    12. arr=env->GetIntArrayElements(array1,NULL);//得到一个指向原始数据类型内容的指针
    13. jint length=env->GetArrayLength(array1);//得到数组的长度

    15. int i=0;
    16. for(i=0;i<length;i++){

    18.  cout<<"arr["<<i<<"]="<<arr[i]<<endl;
    19.  sum+=arr[i];
    20. }


    23. //第二种方法
    24. jint buf[]={0,0,0,0,0};//定义一个jint类型的buffer把原始的数组copy到这个buf中去
    25. env->GetIntArrayRegion(array1,0,length,buf);

    27. for(i=0;i<length;i++){

    29.  cout<<"buf["<<i<<"]="<<buf[i]<<endl;
    30.  sum+=buf[i];
    31. }


    34. //返回一个jint类型的数组

    36. //可以先往一个数组中输入值，然后把这个数组copy到jintArray中
    37. jintArray iarr =env->NewIntArray(length);//新建一个jintArray
    38. env->SetIntArrayRegion(iarr, 0, length, buf);//将buf中的值复制到jintArray中去，数组copy

    40. //打印新的数组值
    41. jint* arr2;
    42. arr2=env->GetIntArrayElements(iarr,NULL);
    43. for(i=0;i<env->GetArrayLength(iarr);i++){

    45.    cout<<"arr2["<<i<<"]="<<arr2[i]<<endl;

    47. }



    51. return sum;


    54. }

    56. JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_cjz_ibm_CopyArray_sum___3Ljava_lang_String_2
    57. (JNIEnv* env, jobject obj, jobjectArray array2){
    58. //在java中，String[]类型是对象，所以对应C++中的数组为jobjectArray

    60. //把jobjectArray数组中的值取出来

    62.  int size=env->GetArrayLength(array2);//得到数组的长度值
    63.  int i=0;
    64.  cout<<"输出原始的数组值:"<<endl;
    65.  for(i=0;i<size;i++){
    66.  jstring obja=(jstring)env->GetObjectArrayElement(array2,i);
    67.  const char* chars=env->GetStringUTFChars(obja,NULL);//将jstring类型转换成char类型输出
    68.  cout<<chars<<endl;

    70.  }

    72. //复制数组到新的数组中

    74. cout<<"复制之后的数组为:"<<endl;

    76. jclass objClass = env->FindClass("java/lang/String");//定义数组中元素类型

    78. jobjectArray texts= env->NewObjectArray(size, objClass, 0);//创建一个数组类型为String类型

    80.    jstring jstr;

    82.        for(i=0;i<size;i++)

    84.         {
    85.         
    86.          jstr=(jstring)env->GetObjectArrayElement(array2,i);//把array2中的元素取出来

    88.           env->SetObjectArrayElement(texts, i, jstr);//放入到texts数组中去，必须放入jstring

    90.        }

    92.  for(i=0;i<size;i++){

    94.  jstring str1=(jstring)env->GetObjectArrayElement(texts,i);//打印出新复制的数组值
    95.  const char* chars1=env->GetStringUTFChars(str1,NULL);
    96.  cout<<chars1<<endl;

    98.  }
    99.      
    100. return 0;

    102. }

     

    在C++代码中，int类型的数组对应JNI中的jintArray，而字符串类型的数组对应jobjectArray.

    首先分析一下代码：

    GetIntArrayElements(<ArrayType>array,jboolean *isCopy):第一个参数传递的是数组名，第二个参数传递的是否返回一个复制的数组。返回值：返回一个指向数组的指针。

    GetIntArrayRegion(<ArrayType>array,jsize start,jsize len,<NativeType> *buf)

    array:a reference to an array whose elements are to be copied.

    start:the starting index of the array elements to be copied.

    len: the number of elements to be copied.

    buf: the destination buffer.

    功能：把jintArray中的元素复制到buffer中。

    SetIntArrayRegion(<ArrayType>array,jsize start,jsize len,<NativeType>*buf)

    array:a reference to a primitive array to which the elements to be copied.

    start:the starting index in the primitive array.

    len:the number of elements to be copied.

    buf:the source buffer.

    功能:把buf中的元素copy到jintArray中去。

    可见,SetIntArrayRegion与GetIntArrayRegion是设置jintArray数组与取出jintArray数组中的值。

    NewIntArray(jsize length)

    length:the number of elements in the array to be created.

    功能：构造一个数组对象

    返回值：返回一个jintArray类型。

    GetArrayLength(<ArrayType>array)

    返回值:返回jintArray的长度。

    由于在C++中,jintArray不能用下标直接存取,所以用到JNI中提供的接口函数进行操作。

    GetObjectArrayElement(jobjectArray array,jsize index)

    array: a reference to the java.lang.Object array from which the element will be accessed.

    index: the array index

    功能:返回对应索引值的object.返回的是一个数组元素的值。

    SetObjectArrayElement(jobjectArray array,jsize index,jobject value)

    array: a reference to an array whose element will be accessed.

    index: index of the array element to be accessed.

    value: the new value of the array element.

    功能:用来设置对应索引元素的值。

    因此，对于基本类型的数组，我们可以用Get<Type>ArrayElements和Get<Type>ArrayRegion来操作。

    而Set<Type>ArrayRegion传递一个预先设置好的buf来返回一个j<Type>Array.而对于jobjectArray,可以用SetObjectArrayElement与GetObjectArrayElement来设置元素的值与返回元素的值。

    对于数组的操作就介绍到这了。

    异常处理:

    下面看一个简单的例子:

    1. package com.ibm.cjz;

    3. public class Exception1 {

    5.  private native void doit();

    7.  private void callback() {

    9.   int a[] = new int[3];
    10.   System.out.println(a[5]);// 数组越界,在C++中会发生异常,然后C++中把这个异常传递给java

    12.  }

    14.  public static void main(String[] args) {

    16.   try {
    17.    Exception1 ex = new Exception1();

    19.    ex.doit();
    20.   } catch (Exception ex) {

    22.    System.out.println(ex);

    24.   }

    26.  }

    28.  static {

    30.   System.loadLibrary("Exception");

    32.  }
    33. }

     

    在这个JAVA代码中,定义了一个整形数组，然后在callback()方法中调用这个数组，可以看到数组越界了，下面演示在C++中如何捕获这个异常。

    1. #include "com_ibm_cjz_Exception1.h"
    2. #include <iostream.h>
    3. #include <string.h>
    4. JNIEXPORT void JNICALL Java_com_ibm_cjz_Exception1_doit
    5. (JNIEnv* env, jobject obj){

    7. jclass cls=env->GetObjectClass(obj);
    8. jmethodID mid=env->GetMethodID(cls,"callback","()V");
    9. env->CallVoidMethod(obj,mid);
    10. //调用callback方法，获取异常信息

    12. jthrowable excp=0;
    13. const char* str;
    14. excp=env->ExceptionOccurred();//得到异常对象
    15. if(excp){

    17.     jclass cls=env->GetObjectClass(excp);
    18.     //env->ExceptionClear();
    19.     //env->ExceptionDescribe();
    20.     jmethodID mid=env->GetMethodID(cls,"toString","()Ljava/lang/String;");//调用String中的toString方法
    21.     jstring msg=(jstring)env->CallObjectMethod(excp,mid);
    22.     str=env->GetStringUTFChars(msg,NULL);
    23.     cout<<"In C:"<<str<<endl;
    24.     env->ExceptionClear();//把这个异常清除掉，使之不能传递到java
    25. }
    26. jclass errclass;
    27. errclass=env->FindClass("java/lang/ArrayIndexOutOfBound***ception");
    28. env->ThrowNew(errclass, "thrown from C++ code");//向java中抛出异常

    30. }

    32. jthrowable ExceptionOccurred(JNIEnv *env);


    返回值:返回一个异常对象。

    void ExceptionClear(JNIEnv *env);

    功能:清除该异常对象，只在本线程中传递。

    jint ThrowNew(JNIEnv *env, jclass clazz,
    const char *message);

    功能：抛出一个指定的异常对象和异常信息。

    打印结果:

    In C:java.lang.ArrayIndexOutOfBound***ception: 5
    java.lang.ArrayIndexOutOfBound***ception: thrown from C++ code

    第一行是C++中打印的信息,第二行是从C++中抛出的异常。

    如果把 env->ExceptionClear();//把这个异常清除掉，使之不能传递到java

    jclass errclass;
    errclass=env->FindClass("java/lang/ArrayIndexOutOfBound***ception");
    env->ThrowNew(errclass, "thrown from C++ code");//向java中抛出异常

    都注释掉，也会向JAVA中抛出异常。这时就没有清除掉异常了。

    总之,数组的传递与异常在处理在JNI中非常的重要，在这里只是简单的介绍一下，欢迎大家共同学习。

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