JNI学习(二)-编程知识

静态注册

接着上篇博客学习

JNI函数

 JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_jnidemo_TextDemo_setText(JNIEnv *env, jobject this, jstring string){
__android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, "test", "invoke set from C\n");char* str = (char*)(*env)->GetStringUTFChars(env,string,NULL);__android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, "test", "%s\n", str);(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, string, str);}

JNI函数有两个关键字JNIEXPORT和JNICALL,这两个关键字是宏定义，主要用于说明该函数时JNI函数，在虚拟机加载so库时，如果发现函数含有上面两个宏定义时，就会链接到对应java层的native方法。
"extern c"是避免编译器按照C++的方式去编译C函数，原因是C不支持函数的重载，编译之后函数名不变。C++支持函数的重载(这点与java一致),编译之后函数名会改变

函数名

看到.c中的函数名字是"Java_com_example_jnidemo_TextDemo_setText"而在.java中定义的native函数名：setText，为什么对应到.c中函数名会变成这么长呢？
这跟JNI native函数的注册方式有关
JNI native函数有两种注册方式：
1、静态注册:按照JNI接口规范的命名规则注册
2、动态注册:在.cpp的JNI_OnLoad方法里注册
JNI接口规范的命名规则：
Java_PackageName_ClassName_MethodName
当我们在Java中调用native方法时，JVM也会根据这种命名规则来查找、调用native方法对应的C方法

JNIENV

JNIENV代表了Java环境，通过（*JNIEnv）就可以对Java端的代码进行操作比如：
1、创建Java的对象
2、调用Java对象的方法
3、获取java对象的属性等
我们可以通过jni.h查看可知：
在这里插入图片描述

JNIEnv指向_JNIEnv,而_JNIEnv是定义的一个C++结构体，里面包含了很多通过JNI接口对象调用的方法。

jobject

jobject代表了定义native函数的Java类或java类的实例：
1、如果native函数是static，则代表类Class对象
2、如果native函数是非static，则代表类的实例对象
我们可以通过jobject访问定义该native方法的成员方法、成员变量等。

java、JNI、C/C++数据类型映射关系

基本数据类型转化关系

在java中调用jni的native方法传递的参数是java类型的，这些参数必须经过Dalvik虚拟机转换成JNI类型的才能被JNI层所识别，如图
在这里插入图片描述

引用类型转换关系

JNI的引用类型定义了九种数组类型，以及jobject、jclass、jstring、jthrowable四种类型，它们的继承关系如下图:
在这里插入图片描述
它们与java类型的对应关系如下：

动态注册

动态注册的原理

直接告诉native函数其在JNI中对应函数的指针

动态注册的原理是这样的:JNI允许我们提供一个函数映射表，注册给JVM,这样JVM就可以用函数映射表来调用相应的函数，而不必通过函数名来查找相关函数(这个查找效率很低，函数名超级长)。
实现过程：
1、利用结构体JNINativeMethod保存Java Native函数和JNI函数的对应关系
2、在一个JNINativeMehod数组中保存所有native函数和JNI函数的对应关系
3、在Java中通过System.loadLibrary加载完JNI动态库后，调用JNI_OnLoad函数，开始动态注册
4、JNI_OnLoad中会调用(*env)->FindClass找到本地java类
5、JNI_OnLoad中调用(*env)->RegisterNatives函数进行函数注册

动态注册的步骤：
1、创建JNIDemo工程，编写java类，例如：MainActivity.java
2、build project 整个工程，在build\intermediates\javac\debug\classes\包名文件下会生成MainActivity.class文件
3、在build\intermediates\javac\debug\classes 目录下打开命令行，输入 javah -jni 包名.MainActivity(全类名)生成包名MainActivity.h文件
4、在app目录下新建jni文件夹，在jin文件夹下创建register.c文件
5、编写register.c文件，并导入jni.h，包名_MainActivity.h头文件，重写JNI_OnLoad函数。

6、在register.c文件中创建JNINativeMethod数组，数组里面每一个元素JNI映射函数，这个我们后面会详细讲解。
7、在JNI_OnLoad函数里面需要完成以下四步：
- 通过(*vm)->GetEnv获取JVM的JNIEnv的属性信息
- 通过(*env)->FindClass方法找到对应的本地类
- 通过(*env)->RegisterNatives方法注册java本地类中的方法
- 通过return 返回值指定指定Jni版本

8、在jni文件夹下创建CMakeLists.txt文件，并在CMakeLists.txt文件中指定要生成的so库名称以及要使用的register.c源文件
9、在build.gradle文件中添加cmkeLists.text文件的路径，
10、运行so库。

JNINativeMethod

Android中使用了一种与传统不同的java JNI的方式的来定义其native的函数。
其中很重要的区别是Android使用了一种java和C函数的映射表数组，并在其中描述了函数的参数和返回值。这个数组的类型是JNINativeMethod，JNINativeMethod其实是一个结构体，在jni.h头文件中定义，通过这个结构体从而使java与jni建立联系，定义如下:

typedef struct {const char* name; //Java中函数的名字const char* signature;//符号签名，描述了函数的参数和返回值void* fnPtr;//函数指针，指向一个被调用的函数} JNINativeMethod;

第一个变量name 是java中函数的名字
第二个变量signature，是字段描述符(签名)或者函数描述符(签名)
第三个变量fnotr是函数指针，指向C函数。Void*是万能指针，可以理解相当于java中的泛型
下面我们重点讲一下第二个变量signature也就是签名。

签名

什么是签名

所谓函数签名，简单点的理解可以理解成一个函数的唯一标识，一个签名对应着一个函数的签名。这个是一一对应的关系。有些人可能会问：函数名不能作为标识吗？答案是否定的，因为java支持重载

为什么要有签名呢？

我们知道，java是支持函数重载的。一个类里面可以有多个同名但是不同参数的函数，所以函数名+参数名才能构成一个函数的表示，因此我们需要针对参数做一个签名标识。这样jni层才能唯一识别到这个函数。

如何获取函数的签名

函数的签名是针对函数的参数以及返回值进行组成的。它遵循如下格式(参数类型1;参数类型2;参数类型3…)返回值类型。
目前我知道获取签名的两种方式：1、生成的.h文件，对应函数上面的注释
2利用命令：javap -s -p TextDemo.class

基本数据类型签名对照表

类型标识                       Java类型
Z                             boolean
B                             byte
C                             char
S                             short
I                             int
J                             long
F                             float
D                             double
L/java/language/String        String
[I                            int[]
[Ljava/lang/object            Object[]
V                             void