--- theme: smartblue highlight: androidstudio --- # 一、前言 *** JNI 简单来说就是 java 调用本地 C/C++ 的技术，JVM 就是通过大量的 JNI 技术使得 Java 能在不同平台上运行。它允许 Java 类的某些方法用原生方法实现，这些原生方法也可以使用 Java 对象，使用方法与 Java 代码调用 Java 对象的方法相同。原生方法可以创建新的 Java 对象或者使用 Java 应用程序创建的对象。 # 二、简单示例 *** 现在我们来看下官方示例，在 Android Studio 上创建一个 Native C++ 工程： ![image.png](https://p9-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/0e361128626447ff8d2d26b867ea9e28~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) 创建好后的项目结构如下： ![image.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/37e8e1cb6653433d8462bea867697c21~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) 可以看到比普通的 Android 项目多了一个 cpp 目录，并且在 MainActivity 中多了个一个 native 方法 stringFromJNI()，这个方法在 Java 层是个空实现，它的具体实现在 native-lib.cpp 中： ![image.png](https://p1-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/e8b67a55dc2f46bbbc4987e7be9abbf9~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) 该方法返回一个字符串，现在我们运行这个项目：

# 三、JNIEnv 和 jobject 解释 *** 我们继续来看 stringFromJNI 方法： ```cpp extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_tencent_learnndk_MainActivity_stringFromJNI(JNIEnv *env, jobject instance) { std::string hello = "Hello from C++"; return env->NewStringUTF(hello.c_str()); } ``` 其中 JNIEXPORT 与 JNICALL 都是 JNI 的关键字，表示此函数是要被 JNI 调用的。接下来来看看方法参数。 ## 3.1 JNIEnv *env JNIEnv 表示 Java 调用 native 语言的环境，是一个封装了几乎全部 JNI 方法的指针。JNI 中有哪些方法可以参考 [JNI 方法大全及使用示例](https://blog.csdn.net/afei__/article/details/81016413)。 JNIEnv 只在创建它的线程生效，不能跨线程传递，不同线程的 JNIEnv 彼此独立。native 环境中创建的线程，如果需要访问 JNI，必须要调用 AttachCurrentThread 关联，并使用 DetachCurrentThread 解除链接。除此之外，JNIEnv 在 C 和 C++ 环境下的调用也是有区别的： ```cpp //C风格： (*env)->NewStringUTF(env, “Hellow World!”); //C++风格： env->NewStringUTF(“Hellow World!”); ``` ## 3.2 jobject instance 如果 native 方法不是 static 的话，这个 instance 就代表这个 native 方法的类实例。如果 native 方法是 static 的话就代表这个 native 方法的类的 class 对象实例。示例如下： java 代码： ```java public native String test(); public static native String testStatic(); ``` jni 代码： ```java extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_tencent_learnndk_MainActivity_test(JNIEnv *env, jobject instance) { } extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_tencent_learnndk_MainActivity_testStatic(JNIEnv *env, jclass type) { } ``` # 四、Java 和 C/C++ 中类型的映射关系 *** 现在我们在 MainActivity 中新增一个 native 方法，参数为 name： ![image.png](https://p6-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/37e84cd52b2c4273bdd0ed8b00a8f1fb~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) 并根据代码提示自动生成 JNI 方法： ![image.png](https://p1-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/ed0eff68d5444f8db92a71848b532b2a~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) 可以看到 Java 中 String 类型的参数，在 native 方法中变成了 jstring 类型。那是因为 JNI 是接口语言，所以会有一个中间的转型过程，数据类型的转变是这个过程中重要的类型对接方式。下面我们来看看各个类型的映射。 **基本数据类型：**

| Java 类型 | JNI 类型 | C/C++ 类型 | | --- | --- | --- | | boolean | jboolean | unsigned char | |byte |jbyte |char |char |jchar |unsingned short |short |jshort |short |int |jint |int |long |jlong |long |float |jfloat |float |double |jdouble |double

**引用类型：**

| Java 类型 | 原生类型 | Java 类型 | 原生类型 | | --- | --- | --- | --- | | | | | | |Java.lang.Class| jclass| char[]| jcharArray| |Java.lang.Throwable| jthrowable| short[]| jshortArray| |Java.lang.String| jstring| int[]| jintArray| |Other object| jobject| long[]| jlongArray| |Java.lang.Object[]| jobjectArray| float[]| jfloatArray| |boolean[]| jbooleanArray| double[]| jdoubleArray| |byte[]| jbyteArray| Other arrays| jarray|

# 五、JNI 调用 Java 代码 *** 上面描述的都是 java 调用 C/C++ 端代码，然而在 JNI 中还有一个非常重要的内容，即在 C/C++ 本地代码中访问 Java 端代码。我们先来看下例子。 ```java package com.tencent.learnndk; public class Person { private String name; private int age; public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public Person(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public void setName(String name) { this.name = name; } public String getName() { return name; } @Override public String toString() { return "Person{name='" + name + "', age=" + age + '}'; } } ``` 修改 MainActivity 的代码如下： ```java public class MainActivity extends AppCompatActivity { static { System.loadLibrary("native-lib"); } @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); // Example of a call to a native method TextView tv = findViewById(R.id.sample_text); tv.setText(getPerson().toString()); } public native Person getPerson(); } ``` 修改 native-lib.cpp 的代码如下： ```cpp #include #include #include #define LOG_TAG "learnNdk" #define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG,LOG_TAG,__VA_ARGS__) extern "C" JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_tencent_learnndk_MainActivity_getPerson(JNIEnv *env, jobject instance) { //1. 拿到 Java 类的全路径 const char *person_java = "com/tencent/learnndk/Person"; const char *method = ""; // Java构造方法的标识 //2. 找到需要处理的 Java 对象 class jclass j_person_class = env->FindClass(person_java); //3. 拿到空参构造方法 jmethodID person_constructor = env->GetMethodID(j_person_class, method, "()V"); //4. 创建对象 jobject person_obj = env->NewObject(j_person_class, person_constructor); //5. 拿到 setName 方法的签名，并拿到对应的 setName 方法 const char *nameSig = "(Ljava/lang/String;)V"; jmethodID nameMethodId = env->GetMethodID(j_person_class, "setName", nameSig); //6. 拿到 setAge 方法的签名，并拿到 setAge 方法 const char *ageSig = "(I)V"; jmethodID ageMethodId = env->GetMethodID(j_person_class, "setAge", ageSig); //7. 正在调用 Java 对象函数 const char *name = "lerendan"; jstring newStringName = env->NewStringUTF(name); env->CallVoidMethod(person_obj, nameMethodId, newStringName); env->CallVoidMethod(person_obj, ageMethodId, 28); const char *sig = "()Ljava/lang/String;"; jmethodID jtoString = env->GetMethodID(j_person_class, "toString", sig); jobject obj_string = env->CallObjectMethod(person_obj, jtoString); jstring perStr = static_cast(obj_string); const char *itemStr2 = env->GetStringUTFChars(perStr, NULL); LOGD("Person: %s", itemStr2); return person_obj; } ``` 运行如下：

![image.png](https://p1-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/c845bf3f642d40b39a012a25bf8da4c8~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?)

我们来具体看下 native-lib.cpp 中的 GetMethodId() 方法： ```cpp 说明：获取类中某个非静态方法的ID 参数： clazz：指定对象的类 name：这个方法在 Java 类中定义的名称，构造方法为 ““ sig：这个方法的类型描述符，例如 “()V”，其中括号内是方法的参数，括号后是返回值类型 jmethodID GetMethodID(jclass clazz, const char* name, const char* sig) ``` 在上面代码中有一个新的问题，那便是类型描述符 sig。我们也可以通过使用 javap 命令来查看类型描述符，具体可参考我之前的文章 [暴力突破 Android 编译插桩（八）- class 字节码](https://blog.csdn.net/u010289802/article/details/106301855)。除了根据命令行来查看，其实也可以根据一定的规律自己来写，类型描述符的格式可以参考下表：

Java 类型 | 签名 (描述符) | Java 类型 | 签名 (描述符) | | ------- | -------- | ----------- | -------- | | boolean | Z | byte | B | | char | C | short | S | | int | I | long | J | | float | F | double | D | | void | V | 其他引用类型 | L+全类名+； | | type[] | [ | method type | (参数)返回值

# 六、动态注册 *** 在此之前我们一直在 JNI 中使用 Java_packagename_classname_methodname 来进行与 Java 方法的匹配，这种方式我们称之为静态注册。动态注册则意味着方法名可以不用这么长了，在 android aosp 源码中就大量使用了动态注册的方式。现在我们来看下动态注册使用的例子：在 MainActivity 中增加： ```java public native void dynamicNativeTest1(); public native String dynamicNativeTest2(); ``` native-lib.cpp： ```cpp void dynamicNative1(JNIEnv *env, jobject jobj) { LOGD("dynamicNative1 动态注册"); } jstring dynamicNative2(JNIEnv *env, jobject jobj, jint i) { return env->NewStringUTF("我是动态注册的dynamicNative2方法"); } //需要动态注册的方法数组 static const JNINativeMethod jniNativeMethod[] = { {"dynamicNative", "()V", (void *) dynamicNative1}, {"dynamicNative", "(I)Ljava/lang/String;", (jstring *) dynamicNative2} }; //需要动态注册native方法的类名 static const char *mClassName = "com/tencent/learnndk/MainActivity"; JNIEXPORT jint JNICALL JNI_OnLoad(JavaVM *javaVm, void *pVoid) { //通过虚拟机创建爱你全新的 evn JNIEnv *jniEnv = nullptr; jint result = javaVm->GetEnv(reinterpret_cast(&jniEnv), JNI_VERSION_1_6); if (result != JNI_OK) { return JNI_ERR; // 主动报错 } jclass mainActivityClass = jniEnv->FindClass(mClassName); jniEnv->RegisterNatives(mainActivityClass, jniNativeMethod, sizeof(jniNativeMethod) / sizeof(JNINativeMethod));//动态注册的数量 return JNI_VERSION_1_6; } ```