Java中JNI的使用（下）

Posted 2021-01-11 ssming

数组的操作

数组是一个很常用的数据类型，在但是在 JNI 中并不能直接操作 jni 数组（比如 jshortArray、jfloatArray）。使用方法是：

1. 获取数组长度：jsize GetArrayLength(jarray array)
2. 创建新数组： ArrayType New<PrimitiveType>Array(jsize length);
3. 通过JNI数组获取一个C/C++数组：<type>* Get<type>ArrayElements(jshortArray array, jboolean *isCopy)
4. 指定原数组的范围获取一个C/C++数组（该方法只针对于原始数据数组，不包括Object数组）：void Get<PrimitiveType>ArrayRegion(JNIEnv *env, ArrayType array, jsize start, jsize len, NativeType *buf);
5. 设置数组元素：void Set<type>ArrayRegion(jshortArray array, jsize start, jsize len,const <type> *buf)。again，如果是Object数组需要使用：void SetObjectArrayElement(JNIEnv *env, jobjectArray array, jsize index, jobject value);
6. 使用完之后，释放数组：void Release<type>ArrayElements(jshortArray array, jshort *elems, jint mode)

有点要说明的：

1、上面的3中的 isCopy：当你调用 getArrayElements 时 JVM（Runtime）可以直接返回数组的原始指针，或者是 copy 一份，返回给你，这是由 JVM 决定的。所以 isCopy 就是用来记录这个的。他的值是 JNI_TURE 或者 JNI_FALSE。

2、6释放数组。一定要释放你所获得数组。其中有一个mode参数，其有三个可选值，分别表示：

• 0
  • 原始数组：允许原数组被垃圾回收。
  • copy： 数据会从get返回的buffer copy回去，同时buffer也会被释放。
• JNI_COMMIT
  • 原始数组：什么也不做
  • copy： 数据会从get返回的buffer copy回去，同时buffer不会被释放。
• JNI_ABORT
  • 原始数组：允许原数组被垃圾回收。之前由JNI_COMMIT提交的对数组的修改将得以保留。
  • copy： buffer会被释放，同时buffer中的修改将不会copy回数组！

关于引用与垃圾回收

比如上面有个方法传了一个 jobject 进来，然后我把她保存下来，方便以后使用。这样做是不行哒！因为他是一个 LocalReference，所以不能保证 jobject 指向的真正的实例不被回收。也就是说有可能你用的时候那个指针已经是个野指针的。然后你的程序就直接 Segment Fault 了，呵呵。

在JNI中提供了三种类型的引用：

1. Local Reference：即本地引用。在JNI层的函数，所有非全局引用对象都是Local Reference， 它包括函数调用是传入的jobject和JNI成函数创建的jobject。Local Reference的特点是一旦JNI层的函数返回，这些jobject就可能被垃圾回收。
2. Glocal Reference：全局引用，这些对象不会主动释放，永远不会被垃圾回收。
3. Weak Glocal Reference：弱全局引用，一种特殊的Global Reference，在运行过程中有可能被垃圾回收。所以使用之前需要使用jboolean IsSameObject(jobject obj1, jobject obj2)判断它是否已被回收。

Glocal Reference:
1. 创建：jobject NewGlobalRef(jobject lobj);
2. 释放：void DeleteGlobalRef(jobject gref);

Local Reference:
LocalReference也有一个释放的函数：void DeleteLocalRef(jobject obj)，他会立即释放Local Reference。 这个方法可能略显多余，其实也是有它的用处的。刚才说Local Reference会再函数返回后释放掉，但是假如函数返回前就有很多引用占了很多内存，最好函数内就尽早释放不必要的内存。

关于JNI_OnLoad

开头提到 JNI_OnLoad 是 Java1.2 中新增加的方法，对应的还有一个 JNI_OnUnload，分别是动态库被 JVM 加载、卸载的时候调用的函数。有点类似于 Windows 里的 DllMain。
前面提到的实现对应 native 的方法是实现 javah 生成的头文件中定义的方法，这样有几个弊端：

1. 函数名太长。很长，相当长。
2. 函数会被导出，也就谁说可以在动态库的导出函数表里面找到这些函数。这将有利于别人对动态库的逆向工程，因此带来安全问题。

现在有了JNI_OnLoad，情况好多了。你不光能在其中完成动态注册 native 函数的工作还可以完成一些初始化工作。Java 对应的有了 jint RegisterNatives(jclass clazz, const JNINativeMethod *methods,jint nMethods)函数。参数分别是：

• jclass clazz，于native层对应的java class
• const JNINativeMethod *methods这是一个数组，数组的元素是JNI定义的一个结构体JNINativeMethod
• 上面的数组的长度

JNINativeMethod：代码中的定义如下

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

/*  * used in RegisterNatives to describe native method name, signature,  * and function pointer.  */   typedef struct {     char *name;     char *signature;     void *fnPtr; } JNINativeMethod;

所以他有三个字段，分别是

于是现在你可以不用导出 native 函数了，而且可以随意给函数命名，唯一要保证的是参数及返回值的统一。然后需要一个 const JNINativeMethod *methods 数组来完成映射工作。