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深入显出 - Android系统移植与平台开发(九)- JNI介绍

2012-11-10 
深入浅出 - Android系统移植与平台开发(九)- JNI介绍JNI是在学习Android HAL时必须要面临一个知识点,如果

深入浅出 - Android系统移植与平台开发(九)- JNI介绍


JNI是在学习Android HAL时必须要面临一个知识点,如果你不了解它的机制,不了解它的使用方式,你会被本地代码绕的晕头转向,JNI作为一个中间语言的翻译官在运行Java代码的Android中有着重要的意义,这儿的内容比较多,也是最基本的,如果想彻底了解JNI的机制,请查看:

http://docs.oracle.com/javase/1.5.0/docs/guide/jni/spec/design.html

本文结合了网友ljeagle写的JNI学习笔记和自己通过JNI的手册及Android中常用的部分写得本文。

JNI学习笔记:

http://blog.csdn.net/ljeagle/article/details/6660901

让我们开始吧!!


----------------------------------------------------

JNI概念

JNI是本地语言编程接口。它允许运行在JVM中的Java代码和用C、C++或汇编写的本地代码相互操作。

在以下几种情况下需要使用到JNI:

l  应用程序依赖于特定平台,平台独立的Java类库代码不能满足需要

l  你已经有一个其它语言写的一个库,并且这个库需要通过JNI来访问Java代码

l  需要执行速度要求的代码实现功能,比如低级的汇编代码

通过JNI编程,你可以使用本地方法来:

l  创建、访问、更新Java对象

l  调用Java方法

l  捕获及抛出异常

l  加载并获得类信息

l  执行运行时类型检查


JNI的原理

深入显出 - Android系统移植与平台开发(九)- JNI介绍

JVM将JNI接口指针传递给本地方法,本地方法只能在当前线程中访问该接口指针,不能将接口指针传递给其它线程使用。在VM中 JNI接口指针指向的区域用来分配和存储线程本地数据。

当Java代码调用本地方法时,VM将JNI接口指针作为参数传递给本地方法,当同一个Java线程调用本地方法时VM保证传递给本地方法的参数是相同的。不过,不同的Java线程调用本地方法时,本地方法接收到的JNI接口指针是不同的。

加载和链接本地方法

在Java里通过System.loadLibrary()来加载动态库,但是,动态库只能被加载一次,因此,通常动态库的加载放在静态初始化语句块中。



本地方法可以由C或C++来实现,C语言版本:

   

Java Language Type

JNI Type

boolean

jboolean

byte

jbyte

char

jchar

short

jshort

int

jint

long

jlong

float

jfloat

double

jdouble

All Reference type

jobject

 














由Java类型和C/C++数据类型的对应关系,可以看到,这些新定义的类型名称和Java类型名称具有一致性,只是在前面加了个j,如int对应jint,long对应jlong。

我们看看jni.h和jni_md.h头文件,可以更直观的了解:

   

类型签名

Java 类型

类型签名

Java 类型

Z

boolean

[

[]

B

byte

[I

int[]

C

char

[F

float[]

S

short

[B

byte[]

I

int

[C

char[]

J

long

[S

short[]

F

float

[D

double[]

D

double

[J

long[]

L

fully-qualified-class(全限定的类)

[Z

boolean[]














l  基本类型

以特定的大写字母表示

l  引用类型

Java对象以L开头,然后以“/”分隔包的完整类型,例如String的签名为:Ljava/lang/String;

在Java里数组类型也是引用类型,数组以[ 开头,后面跟数组元素类型的签名,例如:int[]   签名就是[I ,对于二维数组,如int[][] 签名就是[[I,object数组签名就是[Ljava/lang/Object;

l  方法签名

(参数1类型签名参数2类型签名参数3类型签名.......)返回值类型签名

注意:

函数名,在签名中没有体现出来

参数列表相挨着,中间没有逗号,没有空格

返回值出现在()后面


如果参数是引用类型,那么参数应该为:L类型;

如果函数没有返回值,也要加上V类型

例如:

Java方法

对应签名

boolean isLedOn(void) ;

()Z

void setLedOn(int ledNo);

(I)

String substr(String str, int idx, int count);

(Ljava/lang/String;II)Ljava/lang/String

char fun (int n, String s, int[] value);

(ILjava/lang/String;[I)C

boolean showMsg(View v, String msg);

(Landroid/View;Ljava/lang/String;)Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)        根据获取的ID,来取得和设置属性,以及调用方法。

l  获得、设置属性和静态属性

取得了代表属性和静态属性的jfieldID,就可以使用JNIEnv中提供的方法来获取和设置属性/静态属性。

获取属性/静态属性的形式:

Get<Type>Field    GetStatic<Type>Field。

设置属性/静态属性的形式:

Set<Type>Field    SetStatic<Type>Field。

取得成员属性:

jobject GetObjectField(jobjectobj, jfieldID fieldID);

jboolean GetBooleanField(jobjectobj, jfieldID fieldID);

jbyte GetByteField(jobjectobj, jfieldID fieldID);

         取得静态属性:

jobject GetStaticObjectField(jclassclazz, jfieldID fieldID);

jboolean GetStaticBooleanField(jclassclazz, jfieldID fieldID);

jbyte GetStaticByteField(jclassclazz, jfieldID fieldID);

Get方法的第一个参数代表要获取的属性所属对象或jclass对象,第二个参数即属性ID。

设置成员属性:

void SetObjectField(jobjectobj, jfieldID fieldID, jobject val);

void SetBooleanField(jobjectobj, jfieldID fieldID,jboolean val);

void SetByteField(jobjectobj, jfieldID fieldID, jbyte val);

设置静态属性:

void SetStaticObjectField(jobjectobj, jfieldID fieldID, jobject val);

void SetStaticBooleanField(jobjectobj, jfieldID fieldID,jboolean val);

void SetStaticByteField(jobjectobj, jfieldID fieldID, jbyte val);

Set方法的第一个参数代表要设置的属性所属的对象或jclass对象,第二个参数即属性ID,第三个参数代表要设置的值。

 

l  调用方法

取得了代表方法和静态方法的jmethodID,就可以用在JNIEnv中提供的方法来调用方法和静态方法。

调用普通方法:

Call<Type>Method(jobject obj, jmethodID methodID,...);

Call<Type>MethodV(jobject obj, jmethodID methodID,va_listargs);

Call<Type>tMethodA(jobject obj, jmethodID methodID,constjvalue *args);

调用静态方法:

CallStatic<Type>Method(jclass clazz, jmethodID methodID,...);

CallStatic<Type>MethodV(jclass clazz, jmethodID methodID,va_listargs);

CallStatic<Type>tMethodA(jclass clazz, jmethodID methodID,constjvalue *args);

上面的Type这个方法的返回值类型,如Int,Char,Byte等等。

第一个参数代表调用的这个方法所属于的对象,或者这个静态方法所属的类。

第二个参数代表jmethodID。

后面的参数,就代表这个方法的参数列表了。

上述方法的调用有三种形式:

a)        Call<Type>Method(jobject obj, jmethodIDmethodID,...);

// Java方法

public int show(int i,double d,char c){

}

 

// 本地调用Java方法

jint i=10L;

jdouble d=2.4;

jchar c=L'd';

env->CallIntMethod(obj, id_show, i, d, c);

 

b)        Call<Type>MethodV(jobject obj, jmethodIDmethodID,va_list args)

这种方式使用较少。

c)        Call<Type>MethodA(jobject obj, jmethodIDmethodID,jvalue* v)

这种调用方式其第三个参数是一个jvalue的指针。jvalue类型是在 jni.h头文件中定义的联合体union,看它的定义:

typedef union jvalue {

    jboolean     z;

    jbyte        b;

    jchar        c;

    jshort        s;

    jint          i;

    jlong        j;

    jfloat        f;

    jdouble      d;

    jobject       l;

} jvalue;

例如:

     jvalue * args=new jvalue[3];

     args[0].i=12L;

         args[1].d=1.2;

         args[2].c=L'c';

         jmethodIDid_goo=env->GetMethodID(env->GetObjectClass(obj),"goo","(IDC)V");

         env->CallVoidMethodA(obj,id_goo,args);

     delete []args;  //释放内存

静态方法的调用方式和成员方法调用一样。

3.5 本地创建Java对象

1)        本地代码创建Java对象

JNIEnv提供了下面几个方法来创建一个Java对象:

jobject NewObject(jclass clazz, jmethodID methodID,...);

jobject NewObjectV(jclass clazz, jmethodIDmethodID,va_list args);

jobject NewObjectA(jclass clazz, jmethodID methodID,const jvalue *args) ;

本地创建Java对象的函数和前面本地调用Java方法很类似:

第一个参数jclass class  代表的你要创建哪个类的对象

第二个参数jmethodID methodID 代表你要使用哪个构造方法ID来创建这个对象。

只要有jclass和jmethodID ,我们就可以在本地方法创建这个Java类的对象。

指的一提的是:由于Java的构造方法的特点,方法名与类名一样,并且没有返回值,所以对于获得构造方法的ID的方法env->GetMethodID(clazz,method_name ,sig)中的第二个参数是固定为类名,第三个参数和要调用的构造方法有关,默认的Java构造方法没有返回值,没有参数。例如:

jclassclazz=env->FindClass("java/util/Date");                                     //取得java.util.Date类的jclass对象

jmethodID id_date=env->GetMethodID(clazz,"Date","()V");    //取得某一个构造方法的jmethodID

jobject date=env->NewObject(clazz,id_date);                             //调用NewObject方法创建java.util.Date对象

2)        本地方法对Java字符串的操作

在Java中,字符串String对象是Unicoode(UTF-16)编码,每个字符不论是中文还是英文还是符号,一个字符总是占用两个字节。在C/C++中一个字符是一个字节, C/C++中的宽字符是两个字节的。所以Java通过JNI接口可以将Java的字符串转换到C/C++的宽字符串(wchar_t*),或是传回一个UTF-8的字符串(char*)到C/C++,反过来,C/C++可以通过一个宽字符串,或是一个UTF-8编码的字符串创建一个Java端的String对象。

可以看下面的一个例子:

在Java端有一个字符串 String str="abcde";,在本地方法中取得它并且输出:

void native_string_operation (JNIEnv * env,  jobject obj)

{

         //取得该字符串的jfieldID

jfieldIDid_string=env->GetFieldID(env->GetObjectClass(obj), "str", "Ljava/lang/String;");

         jstringstring=(jstring)(env->GetObjectField(obj, id_string));    //取得该字符串,强转为jstring类型。

    printf("%s",string);

}

由上面的代码可知,从java端取得的String属性或者是方法返回值的String对象,对应在JNI中都是jstring类型,它并不是C/C++中的字符串。所以,我们需要对取得的 jstring类型的字符串进行一系列的转换,才能使用。

JNIEnv提供了一系列的方法来操作字符串:

l  const jchar *GetStringChars(jstring str, jboolean*isCopy) 

将一个jstring对象,转换为(UTF-16)编码的宽字符串(jchar*)。

l  const char *GetStringUTFChars(jstring str,jboolean *isCopy)

将一个jstring对象,转换为(UTF-8)编码的字符串(char*)。

这两个函数的参数中,第一个参数传入一个指向Java 中String对象的jstring引用。第二个参数传入的是一个jboolean的指针,其值可以为NULL、JNI_TRUE、JNI_FLASE。

如果为JNI_TRUE则表示开辟内存,然后把Java中的String拷贝到这个内存中,然后返回指向这个内存地址的指针。

如果为JNI_FALSE,则直接返回指向Java中String的内存指针。这时不要改变这个内存中的内容,这将破坏String在Java中始终是常量的规则。

如果是NULL,则表示不关心是否拷贝字符串。

 

使用这两个函数取得的字符,在不适用的时候,要分别对应的使用下面两个函数来释放内存。

RealeaseStringChars(jstring jstr, const jchar*str)

RealeaseStringUTFChars(jstring jstr, constchar* str)

第一个参数指定一个jstring变量,即要释放的本地字符串的资源

第二个参数就是要释放的本地字符串

3)        创建Java String对象

jstring NewString(const jchar *unicode, jsizelen)            // 根据传入的宽字符串创建一个Java String对象

jstring NewStringUTF(const char *utf)                    // 根据传入的UTF-8字符串创建一个Java String对象

4)        返回Java String对象的字符串长度

jsize GetStringLength(jstring jstr)                   //返回一个java String对象的字符串长度

jsize GetStringUTFLength(jstring jstr)             //返回一个java String对象经过UTF-8编码后的字符串长度

3.6 Java数组在本地代码中的处理

我们可以使用GetFieldID获取一个Java数组变量的ID,然后用GetObjectFiled取得该数组变量到本地方法,返回值为jobject,然后我们可以强制转换为j<Type>Array类型。

typedef jarray jbooleanArray;

typedef jarray jbyteArray;

typedef jarray jcharArray;

typedef jarray jshortArray;

typedef jarray jintArray;

typedef jarray jlongArray;

typedef jarray jfloatArray;

typedef jarray jdoubleArray;

typedef jarray jobjectArray;

j<Type>Array类型是JNI定义的一个对象类型,它并不是C/C++的数组,如int[]数组,double[]数组等等。所以我们要把j<Type>Array类型转换为C/C++中的数组来操作。

JNIEnv定义了一系列的方法来把一个j<Type>Array类型转换为C/C++数组或把C/C++数组转换为j<Type>Array。

jsize GetArrayLength(jarray array)                                                        // 获得数组的长度

jobjectArray NewObjectArray(jsize len, jclass clazz, jobjectinit)                  // 创建对象数组,指定其大小

jobject GetObjectArrayElement(jobjectArray array, jsizeindex)                   // 获得数组的指定元素

void SetObjectArrayElement(jobjectArray array, jsizeindex,jobject val)      // 设置数组元素

 

 jbooleanArrayNewBooleanArray(jsize len)            // 创建Boolean数组,指定其大小

 jbyteArrayNewByteArray(jsize len)                        //下面的都类似,创建对应类型的数组,并指定大小

 jcharArrayNewCharArray(jsize len)

 jshortArrayNewShortArray(jsize len)

 jintArrayNewIntArray(jsize len)

 jlongArrayNewLongArray(jsize len)

 jfloatArrayNewFloatArray(jsize len)

 jdoubleArrayNewDoubleArray(jsize len)

// 获得指定类型数组的元素

jboolean * GetBooleanArrayElements(jbooleanArray array,jboolean *isCopy)

jbyte * GetByteArrayElements(jbyteArray array, jboolean*isCopy)

jchar * GetCharArrayElements(jcharArray array, jboolean*isCopy)

jshort * GetShortArrayElements(jshortArray array, jboolean*isCopy)

jint * GetIntArrayElements(jintArray array, jboolean*isCopy)

jlong * GetLongArrayElements(jlongArray array, jboolean*isCopy)

jfloat * GetFloatArrayElements(jfloatArray array,jboolean *isCopy)

jdouble * GetDoubleArrayElements(jdoubleArray array,jboolean *isCopy)

// 释放指定数组

void ReleaseBooleanArrayElements(jbooleanArrayarray,jboolean *elems,jint mode)

void ReleaseByteArrayElements(jbyteArray array,jbyte*elems,jint mode)

void ReleaseCharArrayElements(jcharArray array,jchar*elems,jint mode)

void ReleaseShortArrayElements(jshortArray array,jshort*elems,jint mode)

void ReleaseIntArrayElements(jintArray array,jint*elems,jint mode)

void ReleaseLongArrayElements(jlongArray array,jlong*elems,jint mode)

void ReleaseFloatArrayElements(jfloatArray array,jfloat*elems,jint mode)

void ReleaseDoubleArrayElements(jdoubleArrayarray,jdouble *elems,jint mode)

 

void * GetPrimitiveArrayCritical(jarray array, jboolean*isCopy)

void ReleasePrimitiveArrayCritical(jarray array, void*carray, jint mode)

 

void GetBooleanArrayRegion(jbooleanArray array,jsizestart, jsize len, jboolean *buf)

void GetByteArrayRegion(jbyteArray array,jsize start,jsize len, jbyte *buf)

void GetCharArrayRegion(jcharArray array,jsize start,jsize len, jchar *buf)

void GetShortArrayRegion(jshortArray array,jsize start,jsize len, jshort *buf)

void GetIntArrayRegion(jintArray array,jsize start,jsize len, jint *buf)

void GetLongArrayRegion(jlongArray array,jsize start,jsize len, jlong *buf)

void GetFloatArrayRegion(jfloatArray array,jsize start,jsize len, jfloat *buf)

void GetDoubleArrayRegion(jdoubleArray array,jsizestart, jsize len, jdouble *buf)

void SetBooleanArrayRegion(jbooleanArray array, jsizestart, jsize len,const jboolean *buf)

void SetByteArrayRegion(jbyteArray array, jsize start,jsize len,const jbyte *buf)

void SetCharArrayRegion(jcharArray array, jsize start,jsize len,const jchar *buf)

void SetShortArrayRegion(jshortArray array, jsizestart, jsize len,const jshort *buf)

void SetIntArrayRegion(jintArray array, jsize start,jsize len,const jint *buf)

void SetLongArrayRegion(jlongArray array, jsize start,jsize len,const jlong *buf)

void SetFloatArrayRegion(jfloatArray array, jsizestart, jsize len,const jfloat *buf)

void SetDoubleArrayRegion(jdoubleArray array, jsizestart, jsize len,const jdouble *buf)

上面是JNIEnv提供给本地代码调用的数组操作函数,大致可以分为下面几类:

1)        获取数组的长度

jsize GetArrayLength(jarray array);

2)        对象类型数组的操作

jobjectArray NewObjectArray(jsize len, jclassclazz,jobject init)                   // 创建

jobject GetObjectArrayElement(jobjectArray array, jsizeindex)                            // 获得元素

void SetObjectArrayElement(jobjectArray array, jsizeindex,jobject val)       // 设置元素

JNI没有提供直接把Java的对象类型数组(Object[ ])直接转到C++中的jobject[ ]数组的函数。而是直接通过Get/SetObjectArrayElement这样的函数来对Java的Object[ ]数组进行操作

3)        对基本数据类型数组的操作

基本数据类型数组的操作方法比较多,大致可以分为如下几类:

Get<Type>ArrayElements/Realease<Type>ArrayElements;

Get<Type>ArrayElements(<Type>Array arr, jboolean*isCopied);

这类函数可以把Java基本类型的数组转换到C/C++中的数组。有两种处理方式,一是拷贝一份传回本地代码,另一种是把指向Java数组的指针直接传回到本地代码,处理完本地化的数组后,通过Realease<Type>ArrayElements来释放数组。处理方式由Get方法的第二个参数isCopied来决定。

Realease<Type>ArrayElements(<Type>Arrayarr,<Type>* array, jint mode)用这个函数可以选择将如何处理Java和C/C++本地数组:

其第三个参数mode可以取下面的值:

l  0:对Java的数组进行更新并释放C/C++的数组

l  JNI_COMMIT:对Java的数组进行更新但是不释放C/C++的数组

l  JNI_ABORT:对Java的数组不进行更新,释放C/C++的数组

例如:

Test.java

public class Test {

         privateint [] arrays=new int[]{1,2,3,4,5};

         publicnative void show();

         static{

                   System.loadLibrary("NativeTest");

         }

         publicstatic void main(String[] args) {

                   newTest().show();

         }

}

本地方法:

void native_test_show(JNIEnv * env,  jobject obj)

{

         jfieldIDid_arrsys=env->GetFieldID(env->GetObjectClass(obj),"arrays","[I");

         jintArrayarr=(jintArray)(env->GetObjectField(obj, id_arrsys));

         jint*int_arr=env->GetIntArrayElements(arr,NULL);

         jsizelen=env->GetArrayLength(arr);

         for(inti=0; i<len; i++)

         {

                   cout<<int_arr[i]<<endl;

         }

         env->ReleaseIntArrayElements(arr,int_arr,JNI_ABORT);

}

 

1.7局部引用与全局引用

1)        JNI中的引用变量

Java代码与本地代码里在进行参数传递与返回值复制的时候,要注意数据类型的匹配。对于int, char等基本类型直接进行拷贝即可,对于Java中的对象类型,通过传递引用实现。VM保证所有的Java对象正确的传递给了本地代码,并且维持这些引用,因此这些对象不会被Java的gc(垃圾收集器)回收。因此,本地代码必须有一种方式来通知VM本地代码不再使用这些Java对象,让gc来回收这些对象。

         JNI将传递给本地代码的对象分为两种:局部引用和全局引用。

l  局部引用:只在上层Java调用本地代码的函数内有效,当本地方法返回时,局部引用自动回收。

l  全局引用:只有显示通知VM时,全局引用才会被回收,否则一直有效,Java的gc不会释放该引用的对象。

默认的话,传递给本地代码的引用是局部引用。所有的JNI函数的返回值都是局部引用。

jstring

MyNewString(JNIEnv *env, jchar *chars, jint len)

{

    static jclassstringClass = NULL;               //static 不能保存一个局部引用

    jmethodID cid;

    jcharArrayelemArr;

    jstringresult;

    if(stringClass == NULL) {

       stringClass = (*env)->FindClass(env, "java/lang/String");    // 局部引用

        if(stringClass == NULL) {

           return NULL; /* exception thrown */

        }

    }

    /* It iswrong to use the cached stringClass here,

       because itmay be invalid. */

    cid =(*env)->GetMethodID(env, stringClass, "<init>","([C)V");

    ...

    elemArr =(*env)->NewCharArray(env, len);

    ...

    result =(*env)->NewObject(env, stringClass, cid, elemArr);

   (*env)->DeleteLocalRef(env, elemArr);

    returnresult;

}

 

2)        手动释放局部引用情况

虽然局部引用会在本地代码执行之后自动释放,但是有下列情况时,要手动释放:

l  本地代码访问一个很大的Java对象时,在使用完该对象后,本地代码要去执行比较复杂耗时的运算时,由于本地代码还没有返回,Java收集器无法释放该本地引用的对象,这时,应该手动释放掉该引用对象。

/* A native method implementation */

JNIEXPORT void JNICALL

func(JNIEnv *env, jobject this)

{

    lref =...              /* a large Java object*/

    ...                     /* last use of lref */

   (*env)->DeleteLocalRef(env, lref);

   lengthyComputation();   /* maytake some time */

    return;                 /* all local refs are freed */

}

这个情形的实质,就是允许程序在native方法执行期间,java的垃圾回收机制有机会回收native代码不在访问的对象。

l  本地代码创建了大量局部引用,这可能会导致JNI局部引用表溢出,此时有必要及时地删除那些不再被使用的局部引用。比如:在本地代码里创建一个很大的对象数组。

for (i = 0; i < len; i++) {

    jstring jstr= (*env)->GetObjectArrayElement(env, arr, i);

    ... /*process jstr */

   (*env)->DeleteLocalRef(env, jstr);

}

在上述循环中,每次都有可能创建一个巨大的字符串数组。在每个迭代之后,native代码需要显示地释放指向字符串元素的局部引用。

l  创建的工具函数,它会被未知的代码调用,在工具函数里使用完的引用要及时释放。

l  不返回的本地函数。例如,一个可能进入无限事件分发的循环中的方法。此时在循环中释放局部引用,是至关重要的,这样才能不会无限期地累积,进而导致内存泄露。

局部引用只在创建它们的线程里有效,本地代码不能将局部引用在多线程间传递。一个线程想要调用另一个线程创建的局部引用是不被允许的。将一个局部引用保存到全局变量中,然后在其它线程中使用它,这是一种错误的编程。

3)        全局引用

在一个本地方法被多次调用时,可以使用一个全局引用跨越它们。一个全局引用可以跨越多个线程,并且在被程序员手动释放之前,一直有效。和局部引用一样,全局引用保证了所引用的对象不会被垃圾回收。

JNI允许程序员通过局部引用来创建全局引用, 全局引用只能由NewGlobalRef函数创建。下面是一个使用全局引用例子:

jstring

MyNewString(JNIEnv *env, jchar *chars, jint len)

{

    static jclassstringClass = NULL;

    ...

    if(stringClass == NULL) {

        jclasslocalRefCls =

           (*env)->FindClass(env, "java/lang/String");

        if(localRefCls == NULL) {

           return NULL;

        }

        /* Createa global reference */

       stringClass = (*env)->NewGlobalRef(env, localRefCls);

        /* Thelocal reference is no longer useful */

       (*env)->DeleteLocalRef(env, localRefCls);

        /* Is theglobal reference created successfully? */

        if(stringClass == NULL) {

           return NULL; /* out of memory exception thrown */

        }

    }

    ...

}

 

4)        释放全局引用

在native代码不再需要访问一个全局引用的时候,应该调用DeleteGlobalRef来释放它。如果调用这个函数失败,Java VM将不会回收对应的对象。

 

1.8 本地C代码中创建Java对象及本地JNI对象的保存

1)        Android中Bitmap对象的创建

通常在JVM里创建Java的对象就是创建Java类的实例,再调用Java类的构造方法。而有时Java的对象需要在本地代码里创建。以Android中的Bitmap的构建为例,Bitmap中并没有Java对象创建的代码及外部能访问的构造方法,所以它的实例化是在JNI的c中实现的。

BitmapFactory.java中提供了得到Bitmap的方法,时序简化为:

BitmapFactory.java->BitmapFactory.cpp -> GraphicsJNI::createBitmap()  [graphics.cpp]

GraphicsJNI::createBitmap()[graphics.cpp]的实现:

jobjectGraphicsJNI::createBitmap(JNIEnv* env, SkBitmap*bitmap, bool isMutable,

                                  jbyteArrayninepatch, intdensity)

{

   SkASSERT(bitmap != NULL);

    SkASSERT(NULL!= bitmap->pixelRef());

 

    jobject obj=env->AllocObject(gBitmap_class);

    if (obj) {

       env->CallVoidMethod(obj,gBitmap_constructorMethodID,

                           (jint)bitmap,isMutable, ninepatch, density);

        if(hasException(env)) {

            obj =NULL;

        }

    }

    return obj;

}

而gBitmap_class的得到是通过:

jclass c=env->FindClass("android/graphics/Bitmap");

gBitmap_class =(jclass)env->NewGlobalRef(c);

//gBitmap_constructorMethodID是Bitmap的构造方法(方法名用”<init>”)的jmethodID:

gBitmap_constructorMethodID=env->GetMethodID(gBitmap_class, "<init>",  "(IZ[BI)V");

总结一下,c中如何访问Java对象的属性:

1)        通过JNIEnv::FindClass()找到对应的jclass;

2)        通过JNIEnv::GetMethodID()找到类的构造方法的jfieldID;

3)        通过JNIEnv::AllocObject创建该类的对象;

4)        通过JNIEnv::CallVoidMethod()调用Java对象的构造方法。

 

2)        本地JNI对象保存在Java环境中

C代码中某次被调用时生成的对象,在其他函数调用时是不可见的,虽然可以设置全局变量但那不是好的解决方式,Android中通常是在Java域中定义一个int型的变量,在本地代码生成对象的地方,与这个Java域的变量关联,在别的使用到的地方,再从这个变量中取值。

以JNICameraContext为例来说明:

JNICameraContext是android_hardware_camera.cpp中定义的类型,并会在本地代码中生成对象并与Java中android.hardware.Camera的mNativeContext关联。

在注册native函数之前,C中就已经把Java域中的属性的jfieldID得到了。通过下列方法:

jclass clazz =env->FindClass("android/hardware/Camera ");

jfieldID field = env->GetFieldID(clazz, "mNativeContext","I");

如果执行成功,把field保存到fileds.context成员变量中。

生成cpp对象时,通过JNIEnv::SetIntField()设置为Java对象的属性

static void android_hardware_Camera_native_setup(JNIEnv*env, jobject thiz,

    jobjectweak_this, jintcameraId)

{

    // …

   sp<JNICameraContext>context = new JNICameraContext(env, weak_this,clazz, camera);

    // …

    // 该处通过context.get()得到context对象的地址,保存到了Java中的mNativeContext属性里

env->SetIntField(thiz,fields.context, (int)context.get());

}

而要使用时,又通过JNIEnv::GetIntField()获取Java对象的属性,并转化为JNICameraContext类型:

   JNICameraContext* context=reinterpret_cast<JNICameraContext*>(env->GetIntField(thiz,fields.context));

    if (context!= NULL) {

        // …

    }

总结一下,c++中生成的对象如何保存和使用:

1)   通过JNIEnv::FindClass()找到对应的jclass;

2)   通过JNIEnv::GetFieldID()找到类中属性的jfieldID;

3)   某个调用过程中,生成cpp对象时,通过JNIEnv::SetIntField()设置为Java对象的属性;

4)   另外的调用过程中,通过JNIEnv::GetIntField()获取Java对象的属性,再转化为真实的对象类型。










1楼liao1719714135天前 21:22
有CE的么?

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