Java Native Interfce三在JNI中使用Java类的普通方法与变量

本文是《The Java Native Interface Programmer’s Guide and Specification》读书笔记

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前面我们学习了如何在JNI中通过参数来使用Java中的普通变量，下面我们来学习如何在JNI中使用Java类的普通方法与成员变量；Java中类有两个区域：每个类的实例的私有区域和所有实例共享的类的静态区域，JNI也提供了相应的方法来操作这两个区域中的方法与变量。首先以一个简单例子来说明如何在JNI中操作类实例的私有区域：

1 变量的操作

1.1 类实例的私有区域（成员变量）操作：

Java类的代码为：

class InstanceFieldAccess {
    private String s;//类实例的私有区域，修饰符也可以为public
    //JNI方法,用来修改类实例的私有区域的变量
    private native void accessField();
    public static void main(String args[]) {
        InstanceFieldAccess c = new InstanceFieldAccess();
        c.s = "abc";
        c.accessField();
        System.out.println("In Java:");
        System.out.println("  c.s = "" + c.s + """);
    }
    static {
        System.loadLibrary("InstanceFieldAccess");
    }
}

JNI方法的实现为：

JNIEXPORT void JNICALL
Java_InstanceFieldAccess_accessField(JNIEnv *env, jobject obj)
{
    jfieldID fid;   /* 保存区域的标识符 */
    jstring jstr;
    const char *str;
    /* 得到obj对象的类的引用，这里是前面的类InstanceFieldAccess的引用 */
    jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, obj);
    printf("In C:
");
    /* 在类的私有区域里寻找名为s的区域标识 */
    fid = (*env)->GetFieldID(env, cls, "s",
                             "Ljava/lang/String;");
    if (fid == NULL) {
        return; /* failed to find the field */
    }
        /* 取得相应区域标识的实例*/
    jstr = (*env)->GetObjectField(env, obj, fid);
    str = (*env)->GetStringUTFChars(env, jstr, NULL);
    if (str == NULL) {
        return; /* out of memory */
    }
    printf("  c.s = "%s"
", str);
    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, jstr, str);
    /* 创建一个新的String对象 */
    jstr = (*env)->NewStringUTF(env, "123");
    if (jstr == NULL) {
        return; /* out of memory */
    }
    /*将创建的String对象的值写入到相应区域标识里*/
    (*env)->SetObjectField(env, obj, fid, jstr);
}

执行完这个JNI方法后，s的值就被修改为"123"了；

1.2 对类的静态区域的（类变量）操作

Java类的定义为：

public StaticFieldAccess{
  private static int si;
  private native void accessField();
  ...
}

对应的JNI的方法的实现为：

JNIEXPORT void JNICALL
Java_StaticFieldAccess_accessField(JNIEnv *env, jobject obj)
{
    jfieldID fid;   /*用来保存区域的标识 */
    jint si;
    /* Get a reference to obj’s class */
    jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, obj);
    printf("In C:
");
    /* Look for the static field si in cls */
    fid = (*env)->GetStaticFieldID(env, cls, "si", "I");
    if (fid == NULL) {
        return; /* field not found */
    }
    /* Access the static field si */
    si = (*env)->GetStaticIntField(env, cls, fid);
    printf("  StaticFieldAccess.si = %d
", si);
    (*env)->SetStaticIntField(env, cls, fid, 200);
}

由上可以看出，在JNI中操作类实例的私有区域与操作类的静态区域是类似的，在得到区域的标识时，使用不同的方法就可以了。前面的操作看起来比较复杂，是因为String不是基本的类型，需要一些特殊的处理，而int为基本类型，不需要进行特殊的处理；

2. 普通方法的使用

2.1 类的实例的成员方法的使用

Java中类的定义如下：

public class  InstanceMethodCall{
 private native void nativeMethod();
 private void callback(){
 System.out.println("In Java");
 }
 ...
}

JNI方法的实现

JNIEXPORT void JNICALL
Java_InstanceMethodCall_nativeMethod(JNIEnv *env, jobject obj)
{
    jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, obj);
    //得到对应方法的标识ID
    jmethodID mid =
        (*env)->GetMethodID(env, cls, "callback", "()V");
    if (mid == NULL) {
        return; /* method not found */
    }
    printf("In C
");
    //调用对应的成员方法,相应的还有CallIntMethod方法调用返回值为int的方法,CallObjectMethod方法调用返回值为对象的方法（数组，String等）等;
    (*env)->CallVoidMethod(env, obj, mid);
}

JNI方法调用类的普通方法的流程参考以上代码；

2.2类方法的使用

java类的定义如下：

public class StaticMethodCall{
private native void nativeMethod();
private static void callback(){
System.out.println("In java");
}
...
}

对应的JNI方法的实现为：

JNIEXPORT void JNICALL
Java_StaticMethodCall_nativeMethod(JNIEnv *env, jobject obj)
{
    jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, obj);
    jmethodID mid =
(*env)->GetStaticMethodID(env, cls, "callback", "()V");
    if (mid == NULL) {
        return;  /* method not found */
    }
    printf("In C
");
    (*env)->CallStaticVoidMethod(env, cls , mid);
}

类方法与类的实例的成员方法的调用也类似，只不过在获得方法标识时，需要调用不同的方法；

2.3 构造方法的调用

构造方法的调用与实例的成员方法的调用类似，下面以字符串的构造函数String(char[]chars)的调用为例：

 jstring
MyNewString(JNIEnv *env, jchar *chars, jint len)
{
    jclass stringClass;
    jmethodID cid;
    jcharArray elemArr;
    jstring result;
    stringClass = (*env)->FindClass(env, "java/lang/String");
    if (stringClass == NULL) {
        return NULL; /* exception thrown */
}
/* 得到构造函数String(char[]) 的方法标识 */
    cid = (*env)->GetMethodID(env, stringClass,
                              "<init>", "([C)V");
    if (cid == NULL) {
        return NULL; /* exception thrown */
    }
    /* 创建一个charArray来保存这些字符 */
    elemArr = (*env)->NewCharArray(env, len);
    if (elemArr == NULL) {
        return NULL; /* exception thrown */
    }
    (*env)->SetCharArrayRegion(env, elemArr, 0, len, chars);
    /* 构造一个 java.lang.String的对象,这就是调用构造函数的地方 */
result = (*env)->NewObject(env, stringClass, cid, elemArr);
    /* 释放掉本地的引用 */
    (*env)->DeleteLocalRef(env, elemArr);
    (*env)->DeleteLocalRef(env, stringClass);
    return result;
}