【再探JNI__2】

昨天，我写了一下JNI的基本组成和功能。今天继续完善以下几个部分

　　0：关于实例引用和类引用（昨天遗留的关于第二个参数的问题）

其实这个有点想太多了。今天验证了一下，写了两个不同的native方法。

//Demo.java
class Demo {
        //略...
        private static native  void StaticMethod(String userInput);//静态方法
	private native void InstaceMethod();//实例方法

	public static void main(String args[]) {
	//省略...
	}
}

 对应编译出来的头文件是这样的

//略...
JNIEXPORT void JNICALL Java_Demo_StaticMethod
  (JNIEnv *, jclass, jstring);
//...

JNIEXPORT void JNICALL Java_Demo_InstaceMethod
  (JNIEnv *, jobject);
//略...

 一些简单的例子都不会用到jclass，但是一旦有用到静态的方法去操作一些东西，就会用到jclass这个类引用了。他们唯独的区别其实也就在这了。

　　1：JNI的传参

　　在上一篇博文里已经提到了JAVA层的对象传递给了JNI层。它是通过一个C指针类型，指向了JAVA VM的内部结构，因此千万不可以为了效率或者方便起见而绕过JNI的内部函数直接操作这个指针。同时JNI中的前面两个参数也在上篇文章已经介绍过，如果涉及到在native方法内传递参数，那么就涉及到第三个参数了。比如需要传递一个字符串，那么第三个参数就会是jstring。这里的jstring是一种类型。在JNI中，数据类型基本上可以这么认为，在原有的大家所熟悉的数据类型前面加了j。比如int类型为jint、boolean为jboolean。对应的方法也一应俱全，相信老前辈们已经将它完善的很好了。况且如今IDE这么强大（我目前都是用sublime写java，命令行编译，更别说别的IDE了），再加上网络。用多了自然就熟悉啦。下面举个小例子介绍一下。

　　　　1.1字符串

先看java代码：

//Prompt.java
class Prompt {
	static {
		System.loadLibrary("Prompt");//提示加载名字为Prompt.dll库
	}

	private native String getLine(String prompt);//声明native方法

	public static void main(String argv[]) {
		Prompt p = new Prompt(); 
		String input = p.getLine("Type a line:");//字符串作为参数
		System.out.println("User typed:" + input);
	}
}

 　　

//Prompt.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <jni.h>
#include "Prompt.h"

JNIEXPORT jstring JNICALL 
Java_Prompt_getLine(JNIEnv *env, jobject obj, jstring prompt)
{
	char buf[128];
	const jbyte *str;
	//将字符串转换成UTF-8
	str = (*env)->GetStringUTFChars(env, prompt, NULL);
	if (str == NULL) 
	{
		return NULL; 
	}
	printf("%s", str);
	//释放转换时候的内存
	(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, prompt, str);
	
	scanf("%s", buf);
	//构建一个新的字符串返回
	return (*env)->NewStringUTF(env, buf);
}

 　　如果直接打印printf("%s", prompt);jstring和char*是不同类型。需要转换成C能识别的char*,JNI支持Unicode/UTF-8字符编码互转的。这里的 几个方法要记住，字符串操作很普遍哦。这里看记得调用ReleaseStringUTFChars释放GetStringUTFChars中分配的内存。其中“str = (*env)->GetStringUTFChars(env, prompt, NULL);”中第三个参数原型是jboolean *。为JNI_TRUE会返回一个拷贝，不关心的时一般设置为NULL。因此这里不确定是否会分配内存。由于GC（垃圾回收机制）的原因，这里可以理解是回收内存，或者回收了一个内存占用标记。如果是后者，那么string的内存呢暂时未被及时回收，并且又有大量的操作，这样就很有可能导致程序崩溃，这是不安全的，所以要及时释放内存。这里也体现了一点，JNI让JAVA丢失了一部分安全性，需要程序员自己去考虑了。

　　　　1.2数组

　　　　这里代码就不贴了，上一篇文章中有一段关于二维数组的代码。

　　　　数组是由基本数据类型构成的集合，先调用FindClass获得一个一维某类型数组。可以调用NewObjectArray分配一个对象数组。也是Stirng的操作方式。

　　　　数组类型就不再是基本数据类型的传递了，它大致和下面要说的类成员和方法的访问方式类似。这里不多说了。

　　2：类的成员和方法的访问

　　　　2.1成员的访问方式

　　　　　　有静态成员和实例成员两种访问方式。其实过程都一样，这里贴出静态成员访问方法，实例成员只要把实现方法中的static去掉就可以了，其实这都是VS会自动提示你的。只管放心大胆的用。

//访问类的静态成员
JNIEXPORT void JNICALL Java_StaticField_accessField
(JNIEnv *env, jobject obj)
{
	jclass jcls;
	jint num;
	jfieldID jfid;

	//得到jclass
	jcls = (*env)->GetObjectClass(env, obj);
　　　　　　//GetObjectClass和FindClass一样，都能得到jclass。前者需要jni传入的一个引用，后者需要完整类名
	if (NULL == jcls)
	{
		return;
	}
	
	//得到jfield
	jfid = (*env)->GetStaticFieldID(env, jcls, "num", "I");//和取得实例成员ID的不同的是加了static
	if (NULL == jfid)
	{
		return;
	}
	
	//得到成员值
	num = (*env)->GetStaticIntField(env, jcls, jfid);
	printf("in C:
");
	printf("StaticField.num = %d
", num);

	//构建并修改值
	(*env)->SetStaticIntField(env, jcls, jfid, 9999);
}

　　　　2.2类方法的访问方式

　　

JNIEXPORT void JNICALL Java_StaticMethod_StaticMethod
(JNIEnv *env, jobject obj)
{
	jclass jcls;
	jmethodID jmid;
	
	jcls = (*env)->GetObjectClass(env, obj);
	if (NULL == jcls)
	{
		return;
	}

	jmid = (*env)->GetStaticMethodID(env,jcls,"callback","()V");
	if (NULL == jmid)
	{
		return;
	}

	//改进方法
	static jmethodID jmid_s;
	if (NULL == jmid_s)
	{
		jmid_s = (*env)->GetStaticMethodID(env, jcls, "callback", "()V");
		if (NULL == jmid_s)
		{
			return;
		}
	}
		//再将下边的jmid改成jmid_s，这样便可以实现加载一次之后，知道被卸载都不再对名称和符号表进行查询操作
		//可以将初始化的field和method一起缓存。这样再次装载就会更新值。

		//改进二：可以首次加载的时候将一个类的所有field和method的信息加载进Hash表。
		//以后的操作只要最这个表进行操作就OK了。用名字和类型做键值

	printf("In C call the Java instance method:
-------------
");
	(*env)->CallStaticVoidMethod(env, jcls, jmid);
}

　　　　2.3 访问优化方式

　　　　　见变代码中的注释。同样可以类推到其他方式总

　　3：关于全局引用和局部引用

　　JNI支持3种引用，全局引用，局部引用，弱全局引用。

　　全局引用：和全部变量差不多，和程序共存亡，必须通过NewGlobalRef由程序员主动创建。

　　局部引用：每创建一个实例就会返回一个指向这个实例的局部引用，只在本线程中native方法中有效。当native 返回时会自动释放。

　　弱全局引用 特性与GlobalRef相同，但该类型的引用不保证不被自动回收