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Java中JNI的使用(下)(一)
2018-10-08 10:03:58 】 浏览:17
Tags:Java JNI 使用

数组的操作

数组是一个很常用的数据类型,在但是在 JNI 中并不能直接操作 jni 数组(比如 jshortArray、jfloatArray)。使用方法是:

  1. 获取数组长度:jsize GetArrayLength(jarray array)
  2. 创建新数组: ArrayType New<PrimitiveType>Array(jsize length);
  3. 通过JNI数组获取一个C/C++数组:<type>* Get<type>ArrayElements(jshortArray array, jboolean *isCopy)
  4. 指定原数组的范围获取一个C/C++数组(该方法只针对于原始数据数组,不包括Object数组):void Get<PrimitiveType>ArrayRegion(JNIEnv *env, ArrayType array, jsize start, jsize len, NativeType *buf);
  5. 设置数组元素:void Set<type>ArrayRegion(jshortArray array, jsize start, jsize len,const <type> *buf)。again,如果是Object数组需要使用:void SetObjectArrayElement(JNIEnv *env, jobjectArray array, jsize index, jobject value);
  6. 使用完之后,释放数组:void Release<type>ArrayElements(jshortArray array, jshort *elems, jint mode)

有点要说明的:

1、上面的3中的 isCopy:当你调用 getArrayElements 时 JVM(Runtime)可以直接返回数组的原始指针,或者是 copy 一份,返回给你,这是由 JVM 决定的。所以 isCopy 就是用来记录这个的。他的值是 JNI_TURE 或者 JNI_FALSE

2、6释放数组。一定要释放你所获得数组。其中有一个mode参数,其有三个可选值,分别表示:

  • 0
    • 原始数组:允许原数组被垃圾回收。
    • copy: 数据会从get返回的buffer copy回去,同时buffer也会被释放。
  • JNI_COMMIT
    • 原始数组:什么也不做
    • copy: 数据会从get返回的buffer copy回去,同时buffer不会被释放。
  • JNI_ABORT
    • 原始数组:允许原数组被垃圾回收。之前由JNI_COMMIT提交的对数组的修改将得以保留。
    • copy: buffer会被释放,同时buffer中的修改将不会copy回数组!

关于引用与垃圾回收

比如上面有个方法传了一个 jobject 进来,然后我把她保存下来,方便以后使用。这样做是不行哒!因为他是一个 LocalReference,所以不能保证 jobject 指向的真正的实例不被回收。也就是说有可能你用的时候那个指针已经是个野指针的。然后你的程序就直接 Segment Fault 了,呵呵。

在JNI中提供了三种类型的引用:

  1. Local Reference:即本地引用。在JNI层的函数,所有非全局引用对象都是Local Reference, 它包括函数调用是传入的jobject和JNI成函数创建的jobject。Local Reference的特点是一旦JNI层的函数返回,这些jobject就可能被垃圾回收。
  2. Glocal Reference:全局引用,这些对象不会主动释放,永远不会被垃圾回收。
  3. Weak Glocal Reference:弱全局引用,一种特殊的Global Reference,在运行过程中有可能被垃圾回收。所以使用之前需要使用jboolean IsSameObject(jobject obj1, jobject obj2)判断它是否已被回收。

Glocal Reference:
1. 创建:jobject NewGlobalRef(jobject lobj);
2. 释放:void DeleteGlobalRef(jobject gref);

Local Reference:
LocalReference也有一个释放的函数:void DeleteLocalRef(jobject obj),他会立即释放Local Reference。 这个方法可能略显多余,其实也是有它的用处的。刚才说Local Reference会再函数返回后释放掉,但是假如函数返回前就有很多引用占了很多内存,最好函数内就尽早释放不必要的内存。

关于JNI_OnLoad

开头提到 JNI_OnLoad 是 Java1.2 中新增加的方法,对应的还有一个 JNI_OnUnload,分别是动态库被 JVM 加载、卸载的时候调用的函数。有点类似于 Windows 里的 DllMain。
前面提到的实现对应 native 的方法是实现 javah 生成的头文件中定义的方法,这样有几个弊端:

  1. 函数名太长。很长,相当长。
  2. 函数会被导出,也就谁说可以在动态库的导出函数表里面找到这些函数。这将有利于别人对动态库的逆向工程,因此带来安全问题。

现在有了JNI_OnLoad,情况好多了。你不光能在其中完成动态注册 native 函数的工作还可以完成一些初始化工作。Java 对应的有了 jint RegisterNatives(jclass clazz, const JNINativeMethod *methods,jint nMethods)函数。参数分别是:

  • jclass clazz,于native层对应的java class
  • const JNINativeMethod *methods这是一个数组,数组的元素是JNI定义的一个结构体JNINativeMethod
  • 上面的数组的长度

JNINativeMethod:代码中的定义如下

/*
 * used in RegisterNatives to describe native method name, signature,
 * and function pointer.
 */

typedef struct {
    char *name;
    char *signature;
    void *fnPtr;
} JNINativeMethod;

所以他有三个字段,分别是

于是现在你可以不用导出 native 函数了,而且可以随意给函数命名,唯一要保证的是参数及返回值的统一。然后需要一个 const JNINativeMethod *methods 数组来完成映射工作。

看起来大概是这样的:

//只需导出JNI_OnLoad和JNI_OnUnload(这个函数不实现也行)
/**
 * These are the exported function in this library.
*/
JNIEXPORT jint JNICALL JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved);
JNIEXPORT void JNICALL JNI_OnUnload(JavaVM *vm, void *reserved);

//为了在动态库中不用导出函数,全部声明为static
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