JNI/NDK开发指南——JNI数据类型及与Java数据类型的映射关系

Posted 2022-02-06 跨链技术践行者

当我们在调用一个Java native方法的时候，方法中的参数是如何传递给C/C++本地函数中的呢？Java方法中的参数与C/C++函数中的参数，它们之间是怎么转换的呢？我猜你应该也有相关的疑虑吧，咱们先来看一个例子，还是以HelloWorld为例：

HelloWorld.java：

package com.study.jnilearn;

class MyClass 

public class HelloWorld 
	
	public static native void test(short s, int i, long l, float f, double d, char c, 
			boolean z, byte b, String str, Object obj, MyClass p, int[] arr);

	public static void main(String[] args) 
		String obj = "obj";
		short s = 1;
		long l = 20;
		byte b = 127;
		test(s, 1, l, 1.0f, 10.5, 'A', true, b, "中国", obj, new MyClass(), new int[] );
	
	
	static 
		System.loadLibrary("HelloWorld");
	

在HelloWorld.java中定义了一个test的native方法，该方法中一个共有12个参数，其中前面8个为基本数据类型，后面4个全部为引用类型。

由HelloWorld.class生成的native函数原型及实现：

/*
 * Class:     com_study_jnilearn_HelloWorld
 * Method:    test
 * Signature: (SIJFDCZBLjava/lang/String;Ljava/lang/Object;Lcom/study/jnilearn/MyClass;[I)V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_study_jnilearn_HelloWorld_test
    (JNIEnv *env, jclass cls, jshort s, jint i, jlong l, jfloat f,
     jdouble d, jchar c, jboolean z, jbyte b, jstring j_str, jobject jobj1, jobject job2, jintArray j_int_arr)

    printf("s=%hd, i=%d, l=%ld, f=%f, d=%lf, c=%c, z=%c, b=%d", s, i, l, f, d, c, z, b);
    const char *c_str = NULL;
    c_str = (*env)->GetStringUTFChars(env, j_str, NULL);
    if (c_str == NULL)
    
        return; // memory out
    
    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, j_str, c_str);
    printf("c_str: %s\\n", (char*)c_str);

调用test方法的输出结果：

从头文件函数的原型可以得知，test方法中形参的数据类型自动转换成了JNI中相应的数据类型，不难理解，在调用Java native方法将实参传递给C/C++函数的时候，会自动将java形参的数据类型自动转换成C/C++相应的数据类型，所以我们在写JNI程序的时候，必须要明白它们之间数据类型的对应关系。

在Java语言中数据类型分为基本数据类型和引用类型，其中基本数据类型有8种：byte、char、short、int、long、float、double、boolean，除了基本数据类型外其它都是引用类型：Object、String、数组等。8种基本数据类型分别对应JNI数据类型中的jbyte、jchar、jshort、jint、jlong、jfloat、jdouble、jboolean。所有的JNI引用类型全部是jobject类型，为了使用方便和类型安全，JNI定义了一个引用类型集合，集合当中的所有类型都是jobject的子类，这些子类和Java中常用的引用类型相对应。例如：jstring表示字符串、jclass表示class字节码对象、jthrowable表示异常、jarray表示数组，另外jarray派生了8个子类，分别对应Java中的8种基本数据类型（jintArray、jshortArray、jlongArray等）。下面再回顾头来看看test方法与Java_com_study_jnilearn_HelloWorld_test函数中参数类型的对应关系：

// HelloWorld.java
public static native void test(short s, int i, long l, float f, double d, char c, 
			boolean z, byte b, String str, Object obj, MyClass p);

// HelloWorld.h
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_study_jnilearn_HelloWorld_test
  (JNIEnv *, jclass, jshort, jint, jlong, jfloat, jdouble, jchar, jboolean, jbyte, jstring, jobject, jobject, jintArray);

从上面两个函数的参数中可以看出来，除了JNIEnv和jclass这两个参数外，其它参数都是一一对应的。下面是JNI规范文档中描述Java与JNI数据类型的对应关系：

基本数据类型：

引用类型：

注意：

1、JNI如果使用C++语言编写的话，所有引用类型派生自jobject，使用C++的继承结构特性，使用相应的类型。如下所示：

class _jobject ;
   class _jclass : public _jobject ;
   class _jstring : public _jobject ;
   class _jarray : public _jobject ;
   class _jbooleanArray : public _jarray ;
   class _jbyteArray : public _jarray ;
   ...

2、JNI如果使用C语言编写的话，所有引用类型使用jobject，其它引用类型使用typedef重新定义，如：typedef jobject jstring

jvalue类型：

jvalue是一个unio（联合）类型，在C语中为了节约内存，会用联合类型变量来存储声明在联合体中的任意类型数据 。在JNI中将基本数据类型与引用类型定义在一个联合类型中，表示用jvalue定义的变量，可以存储任意JNI类型的数据，后面会介绍jvalue在JNI编程当中的应用。原型如下：

typedef union jvalue 
    jboolean z;
    jbyte    b;
    jchar    c;
    jshort   s;
    jint     i;
    jlong    j;
    jfloat   f;
    jdouble  d;
    jobject  l;
 jvalue;

如果对unio类型不太明白的同学，请参考相关资料，在这里不细讲。