JNI：使用RegisterNatives方法传递和使用Java自定义类

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JNI：使用RegisterNatives方法传递和使用Java自定义类

除了使用传统方法实现JNI外，也可以使用RegisterNatives实现JNI。和传统方法相比，使用RegisterNatives的好处有三点：
1、C＋＋中函数命名自由，不必像javah自动生成的函数声明那样，拘泥特定的命名方式；
2、效率高。传统方式下，Java类call本地函数时，通常是依靠VM去动态寻找.so中的本地函数(因此它们才需要特定规则的命名格式)，而使用RegisterNatives将本地函数向VM进行登记，可以让其更有效率的找到函数；
3、运行时动态调整本地函数与Java函数值之间的映射关系，只需要多次call RegisterNatives()方法，并传入不同的映射表参数即可。
为了使用RegisterNatives，我们需要了解JNI_OnLoad和JNI_OnUnload函数。JNI_OnLoad()函数在VM执行System.loadLibrary(xxx)函数时被调用，它有两个重要的作用：

• 指定JNI版本：告诉VM该组件使用那一个JNI版本(若未提供JNI_OnLoad()函数，VM会默认该使用最老的JNI 1.1版)，如果要使用新版本的JNI，例如JNI 1.4版，则必须由JNI_OnLoad()函数返回常量JNI_VERSION_1_4(该常量定义在jni.h中) 来告知VM。
• 初始化设定，当VM执行到System.loadLibrary()函数时，会立即先呼叫JNI_OnLoad()方法，因此在该方法中进行各种资源的初始化操作最为恰当，RegisterNatives也在这里进行。

JNI_OnUnload()当VM释放该组件时被调用，JNI_OnUnload()函数的作用与JNI_OnLoad()对应，因此在该方法中进行善后清理，资源释放的动作最为合适。

Java代码和使用哪种方式实现JNI无关，如下所示：

class MyJavaClass
{
 public int iValue;
 public void Squa(){iValue = iValue*iValue;}
}
public class RegisterNativesTest
{
 static{
  System.load("/home/zmh/workspace/RegisterNativesTest/lib/libCallClass.so");
 }
 public static void main(String[] args)
 {
  RegisterNativesTest app = new RegisterNativesTest();
  MyJavaClass obj = new MyJavaClass();
  obj.iValue = 10;
  System.out.println("Before callCustomClass: " + obj.iValue);
  app.callCustomClass(obj);
  System.out.println("After callCustomClass: " + obj.iValue);
 }
 private native void callCustomClass(MyJavaClass obj);
}

C＋＋的代码可以分为两部分：实现callCustomClass方法和注册callCustomClass。
实现callCustomClass方法的代码如下：

void callCustomClass(JNIEnv* env, jobject, jobject obj)
{
 jclass cls = env->GetObjectClass(obj);
 jfieldID fid = env->GetFieldID(cls, "iValue", "I");
 jmethodID mid = env->GetMethodID(cls, "Squa", "()V");
 int value = env->GetIntField(obj, fid);
 printf("Native: %d\n", value);
 env->SetIntField(obj, fid, 5);
 env->CallVoidMethod(obj, mid);
 value = env->GetIntField(obj, fid);
 printf("Native:%d\n", value);
}

C＋＋函数内忽略this指针，他所接收的jobject是“Java程序代码传递过来的Java object reference“在原生端的形式，在C＋＋中对jobject的改变在java中也是有效的。如果想要访问Java数据成员和函数，得先使用GetFieldID或GetMethodID分别获取数据成员和函数的识别码，这两个函数的参数依次为1）class object；2）包含元素名称的字符串；3）表示类型的字符串。
注册callCustomClass在JNI_OnLoad中进行，代码如下：

static JNINativeMethod s_methods[] = {
{"callCustomClass", "(LMyJavaClass;)V", (void*)callCustomClass},
};

int JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
{
 JNIEnv* env = NULL;
   if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK)
   {
      return JNI_ERR;
   }

 jclass cls = env->FindClass("LRegisterNativesTest;");
   if (cls == NULL)
   {
      return JNI_ERR;
   }

   int len = sizeof(s_methods) / sizeof(s_methods[0]);
   if (env->RegisterNatives(cls, s_methods, len) < 0)
   {
      return JNI_ERR;
   }

   return JNI_VERSION_1_4;
}

在C＋＋和Java中创建关联的是JNINativeMethod，它在jni.h中定义：

/*
 * used in RegisterNatives to describe native method name, signature,
 * and function pointer.
 */
typedef struct {
    char *name;
    char *signature;
    void *fnPtr;
} JNINativeMethod;

name是java中定义的native函数的名字，fnPtr是函数指针，也就是C＋＋中java native函数的实现。signature是java native函数的签名，可以认为是参数和返回值。比如(LMyJavaClass;)V，表示函数的参数是LMyJavaClass，返回值是void。对于基本类型，对应关系如下：

字符     Java类型     C/C++类型
V           void         void
Z         jboolean      boolean
I            jint           int
J           jlong         long
D         jdouble       double
F          jfloat         float
B          jbyte         byte
C          jchar          char
S          jshort        short

数组则以"["开始，用两个字符表示，比如int数组表示为［I，以此类推。
如果参数是Java类，则以"L"开头，以";"结尾，中间是用"/"隔开包及类名，例如Ljava/lang/String;，而其对应的C＋＋函数的参数为jobject，一个例外是String类，它对应C＋＋类型jstring。