java和jni交互 C語言與Java的雙向通信(一)

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一、概述

  1. Java層向C層通信
  • 通過調用靜態無參數、有參數的native方法
  • 通過調用非靜態無參數、有參數的native方法
  1. C層向Java層通信
  • C層訪問和修改Java層的屬性
  • C層訪問和修改Java層的靜態屬性
  • C層訪問Java層的方法
  • C層訪問Java層的靜態方法
  • C層訪問Java層的構造方法,並創建Java對象返回
  • java中傳入數組
  • C中生成一個數組返回給java

二、實現

 

Java層向C層通信

  • 調用靜態無參數、有參數的native方法
    JniTest.java
    
    // native的靜態方法,生成的JNI函數參數是(JNIEnv *env, jclass jcls)
    public native static String getStringFromC();
    // 生成的JNI函數參數是(JNIEnv *env, jclass jcls, jstring jstr_input)
    public native static String getNewString(String input);
    

    在java中聲明兩個native方法,然後通過javah命令生成頭文件,具體的頭文件生成步驟,可以看JNI系列之入門Hello JNI C(一)

    com_jerry_jnitest_JniTest.h
    
    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_jerry_jnitest_JniTest_getStringFromC
      (JNIEnv *, jclass);
    
    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_jerry_jnitest_JniTest_getNewString
    (JNIEnv *, jclass, jstring);
    

    具體實現:

  • // 靜態無參函數實現,返回一個C的字符串
    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_jerry_jnitest_JniTest_getStringFromC
    (JNIEnv *env, jclass jcls) {
    	char *text = "Hi, Jerry! 動態鏈接庫,調用起來了!";
    	return (*env)->NewStringUTF(env, text);
    }
    
    // 靜態有參函數實現,新建一個C字符串與java輸入的字符串拼接後返回給java
    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_jerry_jnitest_JniTest_getNewString
    (JNIEnv *env, jclass jcls, jstring jstr_input) {
            // 將java的輸入參數jstring -> c字符串
    	char *input = (*env)->GetStringUTFChars(env, jstr_input, NULL);
    	char text[30] = "Jerry";
    	// 拼接字符串
    	char *new_text = strcat(text, input);
    	printf("newText = %s\n", new_text);
    	// 創建一個jstring返回給java
    	jstring jstr_new = (*env)->NewStringUTF(env, new_text);
    	return jstr_new;
    }
    

    getStringFromC函數中,我們使用(*env)來調用NewStringUTF函數通過傳入C字符指針也就是字符串來創建一個jstring類型的字符串(對應java數據類型的String),很簡單。也許你會問,爲什麼是(*env)來調用函數,因爲JNIEnv本身就是一個結構體指針了,所以env就是結構體二級指針變量,而NewStringUTF函數又是定義在JNIEnv這個結構體指針的結構體裏的函數(這是一個函數指針),所以需要用(*env)來取到結構體一級指針變量的地址,來獲取其地址所指向的內容。具體可以看上一篇文章JNI系列之入門Hello JNI C(二) getNewString函數中多了一個參數,jstr_input表示java中native方法的參數String input,在函數實現裏,先將jstring轉換成c字符串,然後引入c的函數庫string.h頭文件,使用strcat拼接出一個新的c字符串,然後再用NewStringUTF函數把新的C字符串->jstring,返回給java。

    public static void main(String[] args) {
    		// 在main方法中調用native方法
    		System.out.println(getStringFromC());
    		System.out.println(getNewString("真是太帥了..."));
    }
    

    輸出結果:Jerry 真是太帥了....

  • 這是java中的native方法調用,看的出來,C的中文字符串亂碼,而java傳入的中文字符串不會亂碼。關於C的中文字符串亂碼問題,我將會在下一篇文章裏說明解決方案。

     

  • 通過調用非靜態無參數、有參數的native方法
  • // native的對象方法,生成的NI函數參數是(JNIEnv *env, jobject jobj)
    	public native String getNameFromC();
    

    C中的頭文件實現:

  • // 非靜態無參函數
    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_jerry_jnitest_JniTest_getNameFromC
    (JNIEnv *env, jobject jobj) {
    	
    	return (*env)->NewStringUTF(env, "call getNameFromC");
    }
    

    對於非靜態native方法,就是函數的參數變成了jobject,這個jobj就是在java中調用非靜態native方法的那個對象,比如:

    JniTest  jt = new JniTest();
    jt.getNameFromC();
    

    jobj就表示對象jt。而靜態的jclass就表示native方法聲明的那個類類型比如JniTest.class。

    C層向Java層通信

  • C層訪問和修改Java層的屬性 我們在java中定義一個屬性name:
  • public String name = "Jerry";
    複製代碼

    爲了方便編寫使用C層來調用Java層的內容,接下來都會先在Java層創建一個native方法,然後在C層native函數實現裏來調用訪問Java層的內容。

    /**
      * @return 修改後的屬性內容
      */
    	public native String accessField();

    C中的實現:

    // 1. 訪問java非屬性
    // 修改java中屬性name的值並返回
    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_jerry_jnitest_JniTest_accessField
    (JNIEnv *env, jobject jobj) {
    
    	// 獲取java中name屬性所在對象的class類類型
    	jclass jcls = (*env)->GetObjectClass(env, jobj);
    
    	// 獲取name屬性的fieldID
    	// (參數:name表示Java中屬性的名字,最後一個參數表示屬性的類型簽名)
    	jfieldID fid = (*env)->GetFieldID(env, jcls, "name", "Ljava/lang/String;");
    	if (fid == NULL) {
    		printf("fid is NULL!");
    	}
    	
    	// 通過屬性的fieldId獲取屬性的值
    	jstring jstr_fvalue = (*env)->GetObjectField(env, jobj, fid);
    
    	// 要想操作修改屬性值,得先把jstring -> 轉換成 c的字符串
    	// 最後一個參數:JNI_TRUE是一個宏定義值是1,表示true需要拷貝(拷貝過一份內存地址),
        // JNI_FALSE表示不需要拷貝(和java使用同一份字符串內存地址),官方建議使用NULL
    	char *ch_fvalue = (*env)->GetStringUTFChars(env, jstr_fvalue, NULL);
    
    	// 使用string.h的字符串操作庫修改屬性值
    	char text[20] = "hello ";
    	char *new_fvalue = strcat(text, ch_fvalue);
    	// c -> java
    	jstring new_jstr = (*env)->NewStringUTF(env, new_fvalue);
    	// 修改屬性的值
    	(*env)->SetObjectField(env, jobj, fid, new_jstr);
    
    	return new_jstr;
    }
    複製代碼

    代碼中註釋寫的很清楚了,這裏還需要注意的是關於屬性和方法的簽名規則:

    官方文檔

     

    官方文檔

     

     

    數據類型 簽名
    boolean Z
    byte B
    char C
    short S
    int I
    long J
    float F
    double D
    void V
    Object L開頭,然後以/分隔包的完整類型名,後面再加";"(分號),比如說 String 簽名就是Ljava/lang/String;
       
    int[]
    Object[]
    以[開頭,在加上數組元素類型的簽名,比如int[] 簽名就是[I , 再比如 int[][] 簽名就是 [[I ,object數組簽名就是 [Ljava/lang/Object;
  • C層訪問和修改Java層的靜態屬性
  • 在java中定義一個靜態屬性size:

    private static int size = 26;
    複製代碼

    在C中實現一個函數用來修改java的這個靜態屬性:

    // 2. 訪問java靜態屬性
    // 修改java中靜態屬性size的值並返回
    JNIEXPORT void JNICALL Java_com_jerry_jnitest_JniTest_accessStaticField
    (JNIEnv *env, jobject jobj) {
    
    	// 獲取jclass
    	jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, jobj);
    	// 獲取jfieldID
    	jfieldID fID = (*env)->GetStaticFieldID(env, cls, "size", "I");
    	// 獲取屬性值
    	jint size= (*env)->GetStaticIntField(env, cls, fID);
    	size += 12;
    	// 修改屬性值
    	(*env)->SetStaticIntField(env, cls, fID, size);
    }
    複製代碼

    經過上面非靜態屬性的訪問,靜態的屬性就很簡單了,一樣的套路:獲取jclass -> 獲取屬性的jfieldID -> 獲取屬性值 ->設置屬性值。還有一個套路:獲取屬性值 一般都是GetStaticField,設置屬性值一般都是SetStaticField。


     

     

     

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