Android Java與JNI層互傳數據總結

在開發中常常會遇到從Java層傳遞數據到JNI層，然後在JNI拿到數據後就可以用C語言進行操作了，操作完數據後通常還需要把處理後的數據傳回Java層。下面分別進行小結。

從Java層傳到JNI層

• 使用GetByteArrayRegion的方式。
  該方法的本質是將Java端數組數據拷貝到本地的數組中，所以在JNI對數據修改後Java端的數據並沒有改變。
• 使用GetPrimitiveArrayCritical。
  GetPrimitiveArrayCritical 表面上可以得到底層數據指針，在JNI層修改數組時Java層的數據也會變。But，如果只使用GetPrimitiveArrayCritical獲取數據，程序運行一段時間內存會crash。所以，使用GetPrimitiveArrayCritical時必須使用ReleasePrimitiveArrayCritical ，通過測試發現當數據量大時執行ReleasePrimitiveArrayCritical會非常耗時。

從JNI層傳到Java層

• 把Jni層的數組傳遞到Java層，一般有兩種方法，一種是通過native函數的返回值來傳遞，另一種是通過jni層回調java層的函數來傳遞，後者多用於jni的線程中或是數據量較大的情況。無論哪種方法，都離不開 SetByteArrayRegion 函數，該函數將本地的數組數據拷貝到了 Java 端的數組中。

注意上面的方式中都會涉及到內存拷貝，根據實戰經驗，在Android系統中，一旦數據量變大，拷貝一次內存將非常耗時。所以上述方式在追求效率時不推薦使用。解決的方法可以嘗試讓JAVA層和JNI共享內存的方式。最後找到了兩種方式。

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Java層和JNI層共享內存空間

• 使用GetByteArrayElements方式
  該方式是指針的形式，將本地的數組指針直接指向Java端的數組地址，其實本質上是JVM在堆上分配的這個數組對象上增加一個引用計數，保證垃圾回收的時候不要釋放，從而交給本地的指針使用，使用完畢後指針一定要記得通過ReleaseByteArrayElements進行釋放，否則會產生內存泄露。

  unsigned char* psrcImg = (unsigned char*)(env->GetByteArrayElements(srcImg,0));  
  unsigned char* pBufferI420 = (unsigned char*) (env->GetByteArrayElements(dstImg,0));
  
  if (psrcImg == NULL || pBufferI420 == NULL)
  {
    return -1;
  }
  env->ReleaseByteArrayElements(srcImg,(jbyte*)psrcImg,0);
  env->ReleaseByteArrayElements(dstImg,(jbyte*)pBufferI420,0);

  注意if那裏最好加上，網上查了說，get那裏可能失敗，失敗得到的psrcImg是NULL，Release的時候程序就會崩。

• Direct Buffer 方式傳遞。
  Java和Jni層的數組傳遞還有一個比較重要的方式，就是通過Direct Buffer來傳遞，這種方式類似於在堆上創建創建了一個Java和Jni層共享的整塊內存區域，無論是Java層或者Jni層均可訪問這塊內存，並且Java端與Jni端同步變化，由於是採用的是共享內存的方式，因此相比於普通的數組傳遞，效率更高，但是由於構造/析構/維護這塊共享內存的代價比較大，所以小數據量的數組建議還是採用上述方式，Direct Buffer方式更適合長期使用頻繁訪問的大塊內存的共享。具體可使用GetDirectBufferAddress獲得共享的內存地址。

綜上，在圖像算法開發中，我採用了GetByteArrayElements－ReleaseByteArrayElements的方式來傳遞圖像數據。此外，在開發Android上的算法時，儘量避免內存拷貝，特別是JNI層。

Reference:
http://blog.csdn.net/xinchen200/article/details/25333047
http://zsaber.com/blog/p/107