JNI/NDK开发指南——JNI数据类型及与Java数据类型的映射关系

Posted 2020-09-27 cynchanpin

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       当我们在调用一个Java native方法的时候。方法中的參数是怎样传递给C/C++本地函数中的呢？Java方法中的參数与C/C++函数中的參数。它们之间是怎么转换的呢？我猜你应该也有相关的疑虑吧。咱们先来看一个样例。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，该方法中一个共同拥有12个參数，当中前面8个为基本数据类型。后面4个所有为引用类型。

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能够得知，test方法中形參的数据类型自己主动转换成了JNI中对应的数据类型，不难理解，在调用Java native方法将实參传递给C/C++函数的时候，会自己主动将java形參的数据类型自己主动转换成C/C++对应的数据类型，所以我们在写JNI程序的时候。必需要明确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他都是引用类型：Object、String、数组等。8种基本数据类型分别相应JNI数据类型中的jbyte、jchar、jshort、jint、jlong、jfloat、jdouble、jboolean。

全部的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。集合其中的全部类型都是jobject的子类，这些子类和Java中经常使用的引用类型相相应。比如：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，分别相应Java中的8种基本数据类型（jintArray、jshortArray、jlongArray等）。以下再回想头来看看test方法与Java_com_study_jnilearn_HelloWorld_test函数中參数类型的相应关系：

// 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);

从上面两个函数的參数中能够看出来。除了JNIEnv和jclass这两个參数外，其他參数都是一一相应的。以下是JNI规范文档中描写叙述Java与JNI数据类型的相应关系：

基本数据类型：

引用类型：

注意：

1、JNI假设使用C++语言编写的话，全部引用类型派生自jobject，使用C++的继承结构特性，使用对应的类型。

例如以下所看到的：

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

2、JNI假设使用C语言编写的话。全部引用类型使用jobject，其他引用类型使用typedef又一次定义，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随意类型数据 。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，能够存储随意JNI类型的数据，后面会介绍jvalue在JNI编程其中的应用。原型例如以下：

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

假设对unio类型不太明确的同学，请參考相关资料，在这里不细讲。