Android中关于JNI 的学习对于JNIEnv的一些认识

Posted 2020-09-20 gavanwanggw

一个简单的样例让我们初步地了解JNI的作用，可是关于JNI中的一些概念还是须要了解清楚，才可以更好的去利用它来实现我们想要做的事情。

那么C++和Java之间的是怎样通过JNI来进行互相调用的呢？

我们知道。在android中，当Java文件被编译成dex文件之后，会由类载入器载入到Dalvik VM（DVM）中，由DVM来进行解释，翻译成机器语言之后，才干由机器来执行。

而对于C/C++来说，其源码经由Android提供的NDK工具包，能够编译成可运行动态库（即.so文件）。之后。Java和C++之间就能够进行通讯了。

那么，在这里，能够想像，Java的Dex字节码和C/C++的so库肯定是同一时候执行在一个DVM之中。它们是共同使用一个进程空间的，否则，它们怎么彼此沟通呢？

所以在这里，一个关键的中间区域就是Dalvik VM。而对于C/C++，当它们也被载入进DVM之后，由C/C++实现的函数方法等都会被载入在DVM中的函数表中。

假设想要在C/C++中调用函数，它们必需要有个东西可以让其訪问到这个虚拟机中的函数表。

而这个东西就是JNIEnv *。

当我们利用javah生成的C/C++的头文件的时候。例如以下：

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_lms_jni_HwDemo_printHello
  (JNIEnv *e, jobject j)
{
        return (**e).NewStringUTF(e,"Hello from T" );
}

我们能够看到这种方法有两个參数。当中第一个就是JNIEnv *。而我们在Java端定义这种方法的时候。是没有參数的，例如以下：

public native String printHello();

那么这个JNIEnv是干什么用的？

事实上从这个參数的名称就能够看到，就是指JNI的执行环境，我认为它就是对Java虚拟环境的一个引用。在Android中。就是指Dalvik VM。

參考jni.h文件里关于JNIEnv的定义，例如以下（对于C和C++。它的定义有点不一样）：

struct _JNIEnv;
struct _JavaVM;
typedef const struct JNINativeInterface* C_JNIEnv;

#if defined(__cplusplus)
typedef _JNIEnv JNIEnv; //C++中JNIEnv的类型
typedef _JavaVM JavaVM; 
#else
typedef const struct JNINativeInterface* JNIEnv; //C中JNIEnv的类型
typedef const struct JNIInvokeInterface* JavaVM;
#endif

在C中，我们能够看到JNIEnv的类型就是JNINativeInterface* 。是一个指针类型，那么在C++中呢，_JNIEnv是什么样的呢？

struct _JNIEnv {
    /* do not rename this; it does not seem to be entirely opaque */
    const struct JNINativeInterface* functions;

而对于C++来说。 _JNIEnv是一个结构体。里面包括了JNINativeInterface*的结构。

所以从这里也能够看到。对于C和C++来说，它们引用JNIEnv中的方法是有一点不一样的。总的来说，JNIEnv。无论是C。还是C++，事实上关键都是JNINativeInterface的这个结构。

我们能够简单看一下JNINativeInterface结构的定义，例如以下：

struct JNINativeInterface {
    void*       reserved0;
    void*       reserved1;
    void*       reserved2;
    void*       reserved3;

    jint        (*GetVersion)(JNIEnv *);

    jclass      (*DefineClass)(JNIEnv*, const char*, jobject, const jbyte*,
                        jsize);
    jclass      (*FindClass)(JNIEnv*, const char*);

    jmethodID   (*FromReflectedMethod)(JNIEnv*, jobject);
    jfieldID    (*FromReflectedField)(JNIEnv*, jobject);
    /* spec doesn‘t show jboolean parameter */
    jobject     (*ToReflectedMethod)(JNIEnv*, jclass, jmethodID, jboolean);

能够看到在它当中定义了非常多的函数指针，而通过这些定义。JNI层事实上就获得了对DVM的引用，通过定义的这些函数指针。能够定位到虚拟机中的 JNI 函数表，从而实现JNI层在DVM中的函数调用。
所以。可以这样理解，事实上JNIEnv，就是对DVM执行环境中C/C++函数的一个引用。而也正由于此，当C/C++想要在DVM中调用函数的时候。由于其是在DVM的环境中，所以它们必须通过JNIEnv* 这个參数来获得这些方法，之后才可以使用。

那么这个JNIEnv是什么时候产生的呢？
当Android中第一个Java线程要调用本地的C/C++代码的时候。DVM就会为该线程产生一个JNIEnv*的指针。

而每个线程在和C/C++互相调用的时候。其相应的JNIEnv 也是相互独立。

嗯。结束。