JNI中访问java成员变量和方法

JNI中访问java对象和方法

访问成员变量

无论是实例变量还是静态变量，分三个步骤：

1. 获取类。表示需要访问哪一个java类，如所在jni方法对应java实例方法，参数中有jobject对象，则需要通过GetObjectClass得到类；如所在jni方法对应java静态方法，参数中已有jclass对象。
2. 获取域ID。表示要访问类中的哪个变量。
3. 获取域值。即获取变量的值。

示例：java类中有实例变量和静态变量

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private String instanceField = "instace";
    private static String staticField = "static field";
    ...
}

jni中获取时，GetFieldID方法的第二个参数为变量的名称，第三个参数为变量的签名描述符(见下文)

extern "C" JNIEXPORT void JNICALL
Java_smarttime_tsia_com_jnitest3_MainActivity_stringFromJNI(JNIEnv* env, jobject obj) {
    // 获取类
    jclass clazz = env->GetObjectClass(obj);

    // 获取实例变量ID
    jfieldID  instanceFieldId = env->GetFieldID(clazz, "instanceField", "Ljava/lang/String;");
    // 获取实例变量值
    jstring instanceValue = static_cast<jstring>(env->GetObjectField(obj, instanceFieldId));

    // 获取静态变量ID
    jfieldID staticField = env->GetStaticFieldID(clazz, "staticField", "Ljava/lang/String;");
    // 获取静态变量值
    jstring staticValue = static_cast<jstring>(env->GetStaticObjectField(clazz, staticField));
    ...
}

1. 若域ID频繁使用，可以缓存下来以提高程序性能。
2. 原生代码方位java变量需要调用两到三个jni函数，给程序增加了额外的负担，导致性能的下降。一般情况下，建议将所有需要的参数传递给原生方法调用。

访问成员方法

分三个步骤：

1. 获取类。表示需要访问哪一个java类，如所在jni方法对应java实例方法，参数中有jobject对象，则需要通过GetObjectClass得到类；如所在jni方法对应java静态方法，参数中已有jclass对象。
2. 获取方法ID。表示要访问类中的哪个方法
3. 调用方法。

示例：java类中有实例方法和静态方法

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    ...
    private String instanceMethod() {
        return "instance method";
    }

    private static String staticMethod() {
        return "static method";
    }
    ...

现在jni中调用，并获得其返回值，GetMethodID第二个参数为方法名称，第三个参数为方法的签名描述符(见下文)

extern "C" JNIEXPORT void JNICALL
Java_smarttime_tsia_com_jnitest3_MainActivity_stringFromJNI3(JNIEnv* env, jobject obj) {

    // 获取类
    jclass clazz = env->GetObjectClass(obj);

    // 获取实例方法ID
    jmethodID instancemethodId = env->GetMethodID(clazz, "instanceMethod", "()Ljava/lang/String;");
    // 调用实例方法
    jstring instanceRet = static_cast<jstring>(env->CallObjectMethod(obj, instancemethodId));

    // 获取静态方法ID
    jmethodID staticmethodId = env->GetStaticMethodID(clazz, "staticMethod", "()Ljava/lang/String;");
    // 调用静态方法
    jstring staticRet = static_cast<jstring>(env->CallStaticObjectMethod(clazz, staticmethodId));
    ...
}

1. 若方法ID频繁使用，可以缓存下来以提高程序性能。
2. java和原生代码之间的转换代价较大，程序设计上要最小化在原生代码调用java方法，以提高程序的性能。

签名描述符

上文中使用到的签名描述符用来标识能标识变量的类型、方法的参数和返回值，获取描述符有两种方式：

命令生成方式

javap是JDK提供的命令行方式下java类文件的反编译程序，它可以从编译的类文件中解压缩变量和方法的描述符。

构建玩之后，到对应文件的.class目录下，比如MainActivity.class所在的目录下，执行 descriptor后面就是对应变量或方法的签名，可以直接复制使用。

非private的变量或方法才会显示描述符，若为private方法可先改成public/protected然后生成，其描述符是一样的。

手动书写

java基本类型和描述符对应表：

Java Language Type	Field Desciptor
boolean	Z
byte	B
char	C
short	S
int	I
long	J
float	F
double	D
void	V

对于引用类型，描述符是以"L"开头，";"结尾

Java Language Type	Field Desciptor
String	Ljava/lang/String;
Object[]	[Ljava/lang/Object;

对于数组类型，使用"["和对应的类型描述符来表述，例

Java Langauage Type	Descriptor
int[][]	[[I
double[][]	[[[D

方法描述符一般格式为：(参数desciptor)返回值desciptor，示例：

Java Language Method	Method Descriptor
void fun(long v1, String v2, long v3)	(JLjava/lang/String;J)V
String f();	()Ljava/lang/String;
void fun(byte[] bytes);	([B)V

可以使用命令生成来验证手动写的是否正确。

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