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java 在已有的so基础上封装jni_[干货]再见，Android JNI 封装

發布時間：2023/12/10 Android 33 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 java 在已有的so基础上封装jni_[干货]再见，Android JNI 封装小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

1 前言
2 JNI 速查表
- 2.1 Java 和 Native 數據類型映射表
- 2.2 引用類型
3 JNI 理論基礎速覽
4 JNI 常用場景示例
- 4.1 字符串傳遞(java->native)
- 4.2 字符串返回(native->java)
- 4.3 數組傳遞(java->native)
- 4.4 其他復雜對象傳遞(java->native)
- 4.5 復雜對象返回(native->java)
- 4.6 復雜數組對象返回(native->java)
- 4.7 指針對象處理(nativejava)
- 4.8 超級復雜對象操作(nativejava)
- 4.9 靜態成員方法訪問(native->java)
- 4.10 Context 訪問
- 4.11 異常處理
- 4.12 關于緩存
5 JNI 庫一鍵構建框架
6 封裝思路和開發工具
7 后續高級擴展
8 小結
9 參考資料

1 前言

最近名名接到友鄰團隊的“求助”，臨時調度幫助其 SDK 封裝 JNI SDK，下面就用 SDK 和 JNI SDK 來區分這兩個 SDK。以前我也不是搞這個的，但是因為干過一兩次，多少有點經驗，之前第一次封裝后，我覺得這玩意可以總結成通用模板，但是因為本身對它不感興趣，也就沒去弄了，今天又來一次，我覺得有必要了，因為它就是個體力活。今天總結這個模板以及封裝思路，可以讓我們快速的實現 JNI 封裝。有如下這么些數據：

最后分解得到基礎數據類，包括枚舉體和通用數據體類總計：40個
涉及 API 個數：20個
涉及 API 復雜度：
- 有對象數組操作
- 有指針操作
- 最深三層類的嵌套
- 二層嵌套和三層嵌套的類占據 1/3 左右
涉及 Assets 資源文件操作

我自己挑戰了一下，花了兩天，按一天 8 小時工作量算(不包括吃飯、午睡)，完成了：

依賴 SDK 的熟悉，畢竟需要了解流程，在 Java 層對接口形式做適度的優化
Git 項目同步管理(很規矩的那種)
SDK 數據結構分解到 Java 類
設計 Java APIs
編譯框架(以前有 Native Headers 生成模板)
實現 YAML 解析，我特意去找了個開源庫，并對它實現了 Bazel 工程編譯，使得 JNI SDK 直接依賴 Github 源碼(爽歪歪)
去除注釋，C++ 和 Java 代碼行數 2924 行 :
- $ find . -name "*.*" | xargs cat | grep -v -e ^$ -e ^\s*\/\/.*$ | wc -l

說了這么多，總之就是用了我的方法，兩天內輕松完成了一個 JNI SDK 的封裝。這次總結完成后，估計封裝效率又會提升一截(寫這文章前，我剛好弄完封裝任務，剩下的時間就來總結了，希望同事看到了不要告狀，不然你就看不到這篇嘔心瀝血的文章分享了)。

不來虛的，直奔重點。對了，JNI 基礎你需不需要呢？我覺得吧，看完這個，你都不用去了解 JNI 是個啥了，囫圇吞棗，依樣畫葫蘆，直接照著干，ctrl-c\ctrl-v，一梭到底(開玩笑開玩笑，多少還是要有點概念，至于這些就需要你自己去其他地方去了解了，包括 JNI 是啥、為啥要有 JNI ？、有啥利弊？、JNI Native 函數加載執行流程、JNI 靜態/動態注冊、JNI 引用、C/C++ 內存模型、Java 內存模型、JVM 內存結構、JVM GC 如何工作的等，額...)。

2 JNI 速查表

2.1 Java 和 Native 數據類型映射表

Java 類型Native 類型類型大小符號

boolean	jboolean / uint8_t	unsigned 8 bits	Z
byte	jbyte / int8_t	signed 8 bits	B
char	jchar / uint16_t	unsigned 16 bits	C
short	jshort / int16_t	signed 16 bits	S
int	jint / int32_t	signed 32 bits	I
long	jlong / int64_t	signed 64 bits	J
float	jfloat / float	32 bits	F
double	jdouble / double	64 bits	D
void	void	N/A	V
Object	jobject	引用對象大小，包括 jclass/jstring/jarray/jthrowable	Lfully/qualified/class/name;
String	jstring / c++對象類	N/A	Ljava/lang/String;
Object[]	jobjectArray	N/A	N/A
boolean[]	jbooleanArray	N/A	[Z
byte[]	jbyteArray	N/A	[B
char[]	jcharArray	N/A	[C
short[]	jshortArray	N/A	[S
int[]	jintArray	N/A	[I
long[]	jlongArray	N/A	[J
float[]	jfloatArray	N/A	[F
double[]	jdoubleArray	N/A	[D
函數	N/A	public native long f (int n, String s, int[] arr);	(argument-types)return-type，比如(ILjava/lang/String;[I)J

上面的東西你不知道，還有一個辦法，就是去自動生成的 JNI 頭文件里可以得知，想要啥，自己寫個測試函數，然后生成一下就可以知道了。

2.2 引用類型

jobject (all Java objects)
- jobjectArray (object arrays)
- jbooleanArray (boolean arrays)
- jbyteArray (byte arrays)
- jcharArray (char arrays)
- jshortArray (short arrays)
- jintArray (int arrays)
- jlongArray (long arrays)
- jfloatArray (float arrays)
- jdoubleArray (double arrays)
- jclass (java.lang.Class objects)
- jstring (java.lang.String objects)
- jarray (arrays)
- jthrowable (java.lang.Throwable objects)

想更清楚的了解的朋友，可以去 jni.h 和 jni_md.h 查看。

3 JNI 理論基礎速覽

「關于對象回收」：通俗點，對象只有一個，即在 Java 層 new 了，就不用在 Native 層再去 new；反之，要在 Native 層返回一個對象，則需要創建；Java 層內存是 JVM 自動管理的，Native 層，C/C++ 編寫，你懂的。
「關于引用」：
- NewLocalRef：返回局部引用
- FindClass/GetObjectClass：返回局部引用(這兩個函數作用一樣，只是傳入參數不一樣)。
- NewObject：如果返回 Java 層繼續引用，則局部引用不會被釋放，如果是通過參數傳遞，賦值給參數，函數調用完畢就會釋放。
- GetObjectClass：返回局部引用
- NewCharArray：返回局部應用
- ......
- 傳遞給 Native 方法的每個參數，以及 JNI 函數返回的幾乎每個對象都屬于局部引用，包括 jobject 及其所有子類。
- 局部引用僅在創建它們的線程中有效，不得將局部引用從一個線程傳遞到另一個線程。
- jfieldID 和 jmethodID 屬于不透明類型，不是對象引用，因此總是可以緩存他們，以提升效率。而對于 jclass 就需要注意了，得使用全局引用。
- 基本數據類型，如 int、char 之類的，在 Java 和 Native 層之間是直接拷貝一份，這個跟我們接觸的傳值、傳引用是一樣的。任何的 Java 對象都是通過引用傳遞的。
- 「局部引用」(Local Reference): 在函數返回后會被 JVM 自動釋放掉，或者調用 (*env)->DeleteLocalRef(env, local_ref) 手動釋放(「不管怎樣」，盡量手動釋放，防止局部引用表溢出，Android 8.0 上支持無限制的局部引用)
- 「全局引用」(Global Reference): 調用 NewGlobalRef，JVM 不會自動釋放，基于局部引用創建，可跨方法、線程使用；必須調用 (*env)->DeleteGlobalRef(env, g_ref); 手動釋放。
- 「弱全局引用」(Weak Global Reference): 調用 NewWeakGlobalRef 基于局部引用或全局引用創建，可跨方法、線程使用；在 JVM 認為應該回收它的時候進行回收釋放，或調用 (*env)->DeleteWeakGlobalRef(env, g_ref) 手動釋放；不同上面兩種引用，不會阻止 GC 回收它引用的對象；
- 引用比較：(*env)->IsSameObject(env, obj1_ref, obj2_ref)，判斷引用對象(不分局部、全局、弱全局)是否相同。
「關于類」：我們都知道類有構造函數、實例、成員方法、成員變量。
「關于性能」：Native 層查找方法 ID、字段 ID、Class 引用效率是較低的(JVM 原因)，因此可以基于這點在 Native 層做緩存優化。
- FindClass()
- GetFieldID()
- GetMethodId()
- GetStaticMethodID()
- GetIntField()
「關于緩存」：
- JavaVM* vm 在整個進程中唯一
- 采用全局變量的方式緩存
- 靜態局部變量緩存，直到程序結束才會釋放；不加鎖，多線程，存在多次緩存情況。
- 對局部引用進行靜態變量緩存，會存在引用內容釋放，成為野指針風險
- 全局變量緩存，聲明定義 public static native 方法，到 static {} 中調用，然后到 Native 層實現靜態方法初始化相關全局變量，也可以實現緩存
- 返回基本類型的 Native 函數，不能造成全局引用、弱全局引用、局部引用的積累，即記得手動釋放，防止造成內存溢出
- 返回引用類型的 Native 函數，除了要返回的引用之外，也不能造成任何的全局引用、弱全局引用、局部引用的積累
- 對于 jmethodID 和 jfieldID 的緩存，是線程安全的。
- jclass 需要結合 NewGlobalRef 全局引用來實現緩存。
- jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved){} 在 System.loadLibary 加載本機代碼后會自動調用；void JNI_OnUnload(JavaVM *vm, void *reserved){} 當 Classloader 銷毀后會自動調用。

4 JNI 常用場景示例

4.1 字符串傳遞(java->native)

//?public?native?CommonStatus?SetString(String?str);
JNIEXPORT?jobject?JNICALL?Java_net_xiaobaiai_test_APIs_SetString(JNIEnv?*env,?jobject,?jstring?j_str)?{
????const?char?*c_str?=?NULL;

????c_str?=?env->GetStringUTFChars(j_str,?NULL);
????if?(NULL?==?c_str)?{
????????TEST_LOG_E("Failed?to?get?string?UTF?chars.");
????????return?getStatus(env,?FAILED);
????}
????TEST_LOG_D("c?str:?%s",?c_str);
????//?如使用?GetStringUTFRegion?與?GetStringRegion，則內部未分配內存，無需釋放
????env->ReleaseStringUTFChars(j_str,?c_str);
????return?getStatus(env,?SUCCESS);
}

4.2 字符串返回(native->java)

//?public?native?String?GetString();
JNIEXPORT?jstring?JNICALL?Java_net_xiaobaiai_test_APIs_GetString(JNIEnv?*env,?jobject)?{
????char?str[60]?=?"Hello";
????//?1.?可以用?const?char?*
????//const?char?*str?=?"Hello";
????//?2.?可以用?std::string?str?=?std::string("Hello");?str.c_str()

????jstring?result;
????result?=?env->NewStringUTF(str);
????return?result;
}

4.3 數組傳遞(java->native)

4.3.1 基本類型數組

//?public?native?CommonStatus?SetBaseTypeArray(int[]?intArray);
JNIEXPORT?jobject?JNICALL?Java_net_xiaobaiai_test_APIs_SetBaseTypeArray(JNIEnv?*env,?jobject,?jintArray?j_array)?{
????//?step:?get?length
????int?arr_len?=?env->GetArrayLength(j_array);
????//?step:?get?array
????int?*?array?=?env->GetIntArrayElements(j_array,?NULL);
????if?(!array)?{
????????TEST_LOG_E("Failed?to?get?int?array?elements");
????????return?getStatus(env,?FAILED);
????}

????for?(int?i?=?0;?i?????????TEST_LOG_D("int?array[%d]?=?%d",?i,?array[i]);
????}
????//?也可以使用?GetIntArrayRegion/GetPrimitiveArrayCritical?區別不在展開
????env->ReleaseIntArrayElements(j_array,?array,?0);

????return?getStatus(env,?SUCCESS);
}

4.3.2 對象類型數組

//?public?native?CommonStatus?SetStringArray(String[]?strArray);
JNIEXPORT?jobject?JNICALL?Java_net_xiaobaiai_test_APIs_SetStringArray(JNIEnv?*env,?jobject,?jobjectArray?j_str_array)?{
????//?step1:?get?array?length
????int?array_size?=?env->GetArrayLength(j_str_array);

????//?step2:?get?object?array?item?with?a?loop
????for?(int?i?=?0;?i?????????jstring?j_str?=?(jstring)(env->GetObjectArrayElement(j_str_array,?i));
????????const?char?*c_str?=?env->GetStringUTFChars(j_str,?NULL);
????????TEST_LOG_D("str?array[%d]?=?%s",?i,?c_str);

????????env->ReleaseStringUTFChars(j_str,?c_str);
????}

????return?getStatus(env,?SUCCESS);
}

4.4 其他復雜對象傳遞(java->native)

//?public?native?CommonStatus?SetPoint2DArray(Point2D[]?pointArray);
JNIEXPORT?jobject?JNICALL?Java_net_xiaobaiai_test_APIs_SetPoint2DArray(JNIEnv?*env,?jobject,?jobjectArray?j_array)?{
????//?step1:?get?array?length
????int?array_len?=?env->GetArrayLength(j_array);
????//?step2:?get?object?array?item?with?a?loop
????for?(int?i?=?0;?i?????????//?step2.1:?get?array?element
????????jobject?j_object?=?env->GetObjectArrayElement(j_array,?i);
????????if?(!j_object)?{
????????????TEST_LOG_E("Failed?to?get?object?array?element");
????????????return?getStatus(env,?FAILED);
????????}
????????//?step2.2:?get?value
????????float?x?=?env->GetFloatField(j_object,?point2d.x);
????????float?y?=?env->GetFloatField(j_object,?point2d.y);
????????TEST_LOG_D("array[%d],?x?=?%f,?y?=?%f",?i,?x,?y);
????}
????return?getStatus(env,?SUCCESS);
}

//?public?native?CommonStatus?SetPoint(PointF?point);
JNIEXPORT?jobject?JNICALL?Java_net_xiaobaiai_test_APIs_SetPoint(JNIEnv?*env,?jobject,?jobject?j_pointf)?{
?????//?step2.2:?get?value
????float?x?=?env->GetFloatField(j_pointf,?graphics_pointf.x);
????float?y?=?env->GetFloatField(j_pointf,?graphics_pointf.y);
????TEST_LOG_E("x?=?%f,?y?=?%f",?x,?y);
????return?getStatus(env,?SUCCESS);
}

//?public?native?CommonStatus?SetPointArrayList(ArrayList?array);
JNIEXPORT?jobject?JNICALL?Java_net_xiaobaiai_test_APIs_SetPointArrayList(JNIEnv?*env,?jobject,?jobject?j_point_array)?{
????int?point_count?=?static_cast<int>(env->CallIntMethod(j_point_array,?array_list.size));

????if?(point_count?1)?{
????????TEST_LOG_W("The?array?size?less?than?1");
????????return?getStatus(env,?FAILED);
????}

????double?x,?y;

????for?(int?i?=?0;?i?????????jobject?point?=?env->CallObjectMethod(j_point_array,?array_list.get,?i);
????????jfloat?x?=?env->GetFloatField(point,?graphics_pointf.x);
????????jfloat?y?=?env->GetFloatField(point,?graphics_pointf.y);
????????env->DeleteLocalRef(point);

????????TEST_LOG_D("x:?%lf,?y:?%lf",?x,?y);
????}

????return?getStatus(env,?SUCCESS);
}

4.5 復雜對象返回(native->java)

//?public?native?String[]?GetStringArray(int?size);
JNIEXPORT?jobjectArray?JNICALL?Java_net_xiaobaiai_test_APIs_GetStringArray(JNIEnv?*env,?jobject,?jint?j_size)?{
????jobjectArray?result;

????result?=?(jobjectArray)env->NewObjectArray(j_size,?env->FindClass("java/lang/String"),?env->NewStringUTF(""));
????if?(!result)?{
????????TEST_LOG_E("Failed?to?new?object?array");
????????return?NULL;
????}
????for(int?i?=?0;?i??????????env->SetObjectArrayElement(result,?i,
????????????env->NewStringUTF((std::string("item?")?+?std::to_string(i)).c_str()));
????}
????return?result;
}

//?public?native?PointF?GetPointf();
JNIEXPORT?jobject?JNICALL?Java_net_xiaobaiai_test_APIs_GetPointf(JNIEnv?*env,?jobject?j_obj)?{
????//?The?generated?values?are?for?testing?only
????jobject?pt_object?=?env->NewObject(graphics_pointf.clz,
????????graphics_pointf.constructor,?j_obj,?1.22f,?3.14f);
????return?pt_object;
}

4.6 復雜數組對象返回(native->java)

4.6.1 基本類型二維數組

//?public?native?int[][]?GetInt2DArray(int?row,?int?col);
JNIEXPORT?jobjectArray?JNICALL?Java_net_xiaobaiai_test_APIs_GetInt2DArray(JNIEnv?*env,?jobject,?jint?row,?jint?col)?{
????jobjectArray?result;
????jclass?cls_int_array;
????jint?i,j;
????//?step1:?find?class
????cls_int_array?=?env->FindClass("[I");
????if?(cls_int_array?==?NULL)?{
????????return?NULL;
????}
????//?step2:?create?int?array?object
????result?=?env->NewObjectArray(row,?cls_int_array,?NULL);
????if?(result?==?NULL)?{
????????return?NULL;
????}

????//?step3:?set?value
????for?(i?=?0;?i?????????jint?buff[256];
????????jintArray?int_array?=?env->NewIntArray(col);
????????if?(int_array?==?NULL)?{
????????????return?NULL;
????????}
????????for?(j?=?0;?j?????????????buff[j]?=?i?+?j;
????????}
????????env->SetIntArrayRegion(int_array,?0,?col,?buff);
????????env->SetObjectArrayElement(result,?i,?int_array);
????????env->DeleteLocalRef(int_array);
????}

????return?result;
}

4.6.2 復雜對象數組

//?public?native?ArrayList?GetPointArrayList();
JNIEXPORT?jobject?JNICALL?Java_net_xiaobaiai_test_APIs_GetPointArrayList(JNIEnv?*env,?jobject?j_obj)?{
????const?int?array_size?=?5;
????jobject?result?=?env->NewObject(array_list.clz,?array_list.constructor,?array_size);

????for?(int?i?=?0;?i?????????//?step?1/2:?new?point
????????//?The?generated?values?are?for?testing?only
????????jobject?pt_object?=?env->NewObject(graphics_pointf.clz,?graphics_pointf.constructor,?j_obj,?0?+?i,?1?+?i);
????????//?step?2/2:?add?point?to?array?list
????????env->CallBooleanMethod(result,?array_list.add,?pt_object);
????????env->DeleteLocalRef(pt_object);
????}

????return?result;
}

4.7 指針對象處理(nativejava)

//?public?native?CommonStatus?InitHandle(PointHandle?handle);
JNIEXPORT?jobject?JNICALL?Java_net_xiaobaiai_test_APIs_InitHandle(JNIEnv?*env,?jobject,?jobject?j_handle)?{
????CHandle*?handle?=?(CHandle*)malloc(sizeof(CHandle));
????if?(!handle)?{
????????TEST_LOG_E("Failed?to?new?handle.");
????????return?getStatus(env,?FAILED);
????}

????CommonStatus?status?=?InitCHandle(handle);
????if?(SUCCESS?!=?status)?{
????????TEST_LOG_E("Failed?to?init?handle?with?%d.",?status);
????????return?getStatus(env,?status);
????}
????jclass?clz_handle?=?env->GetObjectClass(j_handle);
????if?(NULL?==?clz_handle)?{
????????TEST_LOG_E("Failed?to?get?handle?object?class.");
????????return?getStatus(env,?FAILED);
????}
????jfieldID?p_handle?=?env->GetFieldID(clz_handle,?"p_handle",?"J");
????if?(NULL?==?p_handle)?{
????????TEST_LOG_E("Failed?to?get?handle?pointer.");
????????return?getStatus(env,?FAILED);
????}
????TEST_LOG_E("handle?value:?%ld",?(jlong)handle);
????env->SetLongField(j_handle,?p_handle,?(jlong)handle);

????return?getStatus(env,?SUCCESS);
}

//?public?native?CommonStatus?DestroyHandle(PointHandle?handle);
JNIEXPORT?jobject?JNICALL?Java_net_xiaobaiai_test_APIs_DestroyHandle(JNIEnv?*env,?jobject,?jobject?j_handle)?{
????jlong?handle?=?getHandle(env,?j_handle);
????CHandle?*p_handle?=?(CHandle*)handle;
????if?(!p_handle)?{
????????TEST_LOG_E("Failed?to?get?handle.");
????????return?getStatus(env,?FAILED);
????}
????CommonStatus?status?=?DestroyCHandle(*p_handle);
????if?(SUCCESS?!=?status)?{
????????TEST_LOG_E("Failed?to?destroy?handle?with?%d.",?status);
????????return?getStatus(env,?FAILED);
????}

????free(p_handle);
????p_handle?=?NULL;
????return?getStatus(env,?SUCCESS);
}

4.8 超級復雜對象操作(nativejava)

//?public?native?CStruct?GetCStruct();
JNIEXPORT?jobject?JNICALL?Java_net_xiaobaiai_test_APIs_GetCStruct(JNIEnv?*env,?jobject)?{
????//?Note:?The?check?of?parameter?boundary?and?function?return?value?is?omitted?here!!!
????//?Create?Point2D
????jobject?j_point2d?=?env->NewObject(point2d.clz,?point2d.constructor);
????env->SetFloatField(j_point2d,?point2d.x,?1.1f);
????env->SetFloatField(j_point2d,?point2d.y,?1.2f);
????TEST_LOG_D("Create?Point2d?Successfully");
????//?Create?Rect
????jobject?j_rect?=?env->NewObject(rect.clz,?rect.constructor);
????env->SetIntField(j_rect,?rect.left,?1);
????env->SetIntField(j_rect,?rect.top,?2);
????env->SetIntField(j_rect,?rect.right,?3);
????env->SetIntField(j_rect,?rect.bottom,?4);
????TEST_LOG_D("Create?Rect?Successfully");
????//?Create?MyRect:?Reuse?the?point?that?have?been?created
????jobject?j_my_rect?=?env->NewObject(my_rect.clz,?my_rect.constructor);
????env->SetObjectField(j_my_rect,?my_rect.left_top,?j_point2d);
????env->SetObjectField(j_my_rect,?my_rect.right_bottom,?j_point2d);
????TEST_LOG_D("Create?MyRect?Successfully");
????//?Create?Inner?Enum
????jobject?j_inner_enum_one_obj?=?env->GetStaticObjectField(cstruct_cache_header.inner_enum_header.clz,
????????cstruct_cache_header.inner_enum_header.jid_one);
????//?Create?Inner?Class
????jobject?j_inner_class_obj?=?env->NewObject(cstruct_cache_header.innter_class_header.clz,?cstruct_cache_header.innter_class_header.constructor);
????char?c_msg[60]?=?"Hello";
????jstring?j_msg?=?env->NewStringUTF(c_msg);
????env->SetObjectField(j_inner_class_obj,?cstruct_cache_header.innter_class_header.msg,?j_msg);
????TEST_LOG_D("Create?Inner?Class?Successfully");
????//?Create?byte[]
????const?int?c_data_len?=?256;
????jbyte?c_data[c_data_len]?=?{'b',?'i',?'a',?'d',?'a',?'m',?'m'};
????jbyteArray?j_data?=?env->NewByteArray(c_data_len);
????env->SetByteArrayRegion(j_data,?0,?c_data_len,?c_data);
????TEST_LOG_D("Create?Byte?Array?Successfully");
????//?Create?2d?array
????const?int?c_double_d_array_row?=?10;
????const?int?c_double_d_array_col?=?5;
????jclass?double_d_clz?=?env->FindClass("[I");
????jobjectArray?j_double_d_array?=?env->NewObjectArray(c_double_d_array_row,?double_d_clz,?NULL);
????for?(int?i?=?0;?i?????????jintArray?j_int_array?=?env->NewIntArray(c_double_d_array_col);
????????int?c_int_array_data[c_double_d_array_col]?=?{1,?2,?3,?4,?5};
????????env->SetIntArrayRegion(j_int_array,?0,?c_double_d_array_col,?c_int_array_data);
????????env->SetObjectArrayElement(j_double_d_array,?i,?j_int_array);
????}
????TEST_LOG_D("Create?2d?Array?Successfully");
????//?Create?CStruct:?If?you?created?an?object?externally(Java?Layer),?you?don't?need?to?create?it?here.
????jobject?j_struct?=?env->NewObject(cstruct_cache_header.clz,?cstruct_cache_header.constructor);
????TEST_LOG_D("Create?CStruct?Successfully");
????//?Set?values
????env->SetObjectField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_point2d,?j_point2d);
????env->SetBooleanField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_ztype,?JNI_FALSE);
????env->SetCharField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_ctype,?'Y');
????env->SetShortField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_stype,?8);
????env->SetIntField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_itype,?9);
????env->SetLongField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_jtype,?10);
????env->SetFloatField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_ftype,?11.0f);
????env->SetDoubleField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_dtype,?12.0);
????env->SetObjectField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_data,?j_data);
????env->SetObjectField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_inner_enum,?j_inner_enum_one_obj);
????env->SetObjectField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_innter_class,?j_inner_class_obj);
????env->SetObjectField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_rect,?j_rect);
????env->SetObjectField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_myrect,?j_my_rect);
????env->SetObjectField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_double_d_array,?j_double_d_array);

????return?j_struct;
}

//?public?native?CommonStatus?SetCStruct(CStruct?data);
JNIEXPORT?jobject?JNICALL?Java_net_xiaobaiai_test_APIs_SetCStruct(JNIEnv?*env,?jobject,?jobject?j_struct)?{
????if?(!j_struct)?{
????????TEST_LOG_E("Input?struct?data?is?null.");
????????return?getStatus(env,?FAILED);
????}
????//?Note:?The?check?of?parameter?boundary?and?function?return?value?is?omitted?here!!!
????//?Get?byte[]?data
????jbyteArray?j_data_array?=?(jbyteArray)env->GetObjectField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_data);
????if?(NULL?==?j_data_array)?{
????????TEST_LOG_E("Failed?to?get?object?field.");
????????return?getStatus(env,?FAILED);
????}
????jbyte?*c_data?=?env->GetByteArrayElements(j_data_array,?JNI_FALSE);
????//?Get?basic?type?value
????jboolean?c_ztype?=?env->GetBooleanField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_ztype);
????jchar?c_ctype?=?env->GetCharField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_ctype);
????jshort?c_stype?=?env->GetShortField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_stype);
????jint?c_itype?=?env->GetIntField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_itype);
????jlong?c_jtype?=?env->GetLongField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_jtype);
????jfloat?c_ftype?=?env->GetFloatField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_ftype);
????jdouble?c_dtype?=?env->GetDoubleField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_dtype);
????TEST_LOG_E("Get?basic?type?value?successfully");
????//?Get?Point2D?value
????jobject?j_point2d?=?env->GetObjectField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_point2d);
????jfloat?c_point2d_x?=?env->GetFloatField(j_point2d,?point2d.x);
????jfloat?c_point2d_y?=?env->GetFloatField(j_point2d,?point2d.y);
????TEST_LOG_E("Get?Point2D?value?successfully");
????//?Get?Rect?value
????jobject?j_rect?=?env->GetObjectField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_rect);
????jint?c_rect_left?=?env->GetIntField(j_rect,?rect.left);
????jint?c_rect_top?=?env->GetIntField(j_rect,?rect.top);
????jint?c_rect_right?=?env->GetIntField(j_rect,?rect.right);
????jint?c_rect_bottom?=?env->GetIntField(j_rect,?rect.bottom);
????TEST_LOG_E("Get?Rect?value?successfully");
????//?Get?MyRect?value
????jobject?j_my_rect?=?env->GetObjectField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_myrect);
????jobject?j_my_rect_point2d_lefttop?=?env->GetObjectField(j_my_rect,?my_rect.left_top);
????jobject?j_my_rect_point2d_rightbottom?=?env->GetObjectField(j_my_rect,?my_rect.right_bottom);
????jfloat?c_my_rect_lefttop_x?=?env->GetFloatField(j_my_rect_point2d_lefttop,?point2d.x);
????jfloat?c_my_rect_lefttop_y?=?env->GetFloatField(j_my_rect_point2d_rightbottom,?point2d.y);
????jfloat?c_my_rect_rightbottom_x?=?env->GetFloatField(j_my_rect_point2d_rightbottom,?point2d.x);
????jfloat?c_my_rect_rightbottom_y?=?env->GetFloatField(j_my_rect_point2d_rightbottom,?point2d.y);
????TEST_LOG_E("Get?MyRect?value?successfully");
????//?Get?inner?enum?type
????jint?img_format_value?=?env->CallIntMethod(j_struct,?cstruct_cache_header.inner_enum_md);
????TEST_LOG_E("Get?Inner?enum?value?successfully");
????//?Get?inner?class?type
????jobject?j_inner_class?=?env->GetObjectField(j_struct,?cstruct_cache_header.jid_innter_class);
????jstring?j_inner_class_msg?=?(jstring)env->GetObjectField(j_inner_class,?cstruct_cache_header.innter_class_header.msg);

????const?char?*c_str?=?env->GetStringUTFChars(j_inner_class_msg,?NULL);
????if?(NULL?==?c_str)?{
????????TEST_LOG_E("Failed?to?get?string?UTF?chars.");
????????return?getStatus(env,?FAILED);
????}
????TEST_LOG_D("c?str:?%s",?c_str);
????//?Release?byte[]
????env->ReleaseByteArrayElements(j_data_array,?c_data,?0);
????return?getStatus(env,?SUCCESS);
}

4.9 靜態成員方法訪問(native->java)

//?public?native?void?CallStaticMethod();
JNIEXPORT?void?JNICALL?Java_net_xiaobaiai_test_APIs_CallStaticMethod(JNIEnv?*env,?jobject)?{
????jstring?j_str?=?env->NewStringUTF("Hello?Static?Method");
????env->CallStaticVoidMethod(static_method_header.clz,?static_method_header.static_md,?j_str,?100);

????env->DeleteLocalRef(j_str);
}

4.10 Context 訪問

//?public?native?CommonStatus?SetContext(Context?context);
JNIEXPORT?jobject?JNICALL?Java_net_xiaobaiai_test_APIs_SetContext(JNIEnv?*env,?jobject,?jobject?context)?{
????jclass?context_clz?=?env->GetObjectClass(context);

????//?get?android?application?package?name
????jmethodID?m_getpackagename_id?=?env->GetMethodID(context_clz,?"getPackageName",?"()Ljava/lang/String;");
????if?(!context_clz?||?!m_getpackagename_id)?{
????????TEST_LOG_E("Failed?to?get?class?or?method?id");
????????return?getStatus(env,?FAILED);
????}

????jstring?j_pkg_name?=?static_cast(env->CallObjectMethod(context,?m_getpackagename_id));if?(!j_pkg_name)?{
????????TEST_LOG_E("Failed?to?call?object?method.");return?getStatus(env,?FAILED);
????}const?char*?pkg_name?=?env->GetStringUTFChars(j_pkg_name,?0);if?(NULL?==?pkg_name)?{
????????TEST_LOG_E("Failed?to?get?string?UTF?chars.");return?getStatus(env,?FAILED);
????}
????TEST_LOG_D("package?name?=?%s",?pkg_name);
????env->ReleaseStringUTFChars(j_pkg_name,?pkg_name);return?getStatus(env,?SUCCESS);
}

4.11 異常處理

env->ExceptionOccurred
env->ExceptionClear

在 native 層處理異常，這里就不展開了。

4.12 關于緩存

通過 jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved 實現緩存初始化，void JNI_OnUnload(JavaVM *vm, void *reserved 實現緩存釋放。緩存主要實現對 jclass、jfieldID、jmethodID 的緩存，具體可以參見：https://github.com/yicm/BazelMixedLanguage 代碼實現。

5 JNI 庫一鍵構建框架

支持 JNI Native 頭文件自動生成
支持 JNI Library 生成
- 支持端到端，頭文件生成->JNI 庫生成
支持 Android APP 命令行編譯(測試 JNI Library)
- 支持端到端，頭文件生成->JNI 庫生成->APK 生成

如果你很熟悉 JNI 的 Native 函數命名規則，可以直接根據 Java 類手擼 Native 層函數原型命名(我干不了)。有了這個框架，編譯這一塊也搞定了，效率杠杠的，具體可以參見開源項目：https://github.com/yicm/BazelMixedLanguage

6 封裝思路和開發工具

思路：

SDK 頭文件拿到一梭子基本按照其數據結構類型編寫 Java 層數據結構類型

設計 Java 層 APIs(需要了解 SDK 調用方式和輸入輸出)

直接利用框架開始編碼、編譯、調試、測試

涉及到開發工具如下：

Vim + VS Code：代碼編輯
Bazel：編譯
adb：程序安裝和調試
Android Studio：輔助創建工程和代碼編輯(可選)

7 后續高級擴展

JNA
- https://github.com/java-native-access/jna
一個想法
- 直接通過 C 庫頭文件生成 Java 代碼，效率再次提升，就不折騰了。

8 小結

文章內容有點多，如果完整的啃下來，JNI 這塊就可以說 88 了。

本文涉及到了 JNI 封裝中常用的模版，嘔心瀝血，看完這么多模板，你都能發現其中規律了，就那么幾個操作。但是畢竟我只封裝了三次，歡迎補充和指正，一起來提高開發效率。另外歡迎嘗試 https://github.com/yicm/BazelMixedLanguage，其中包含 Java 層代碼，該開源項目絕對不會讓你失望的。

9 參考資料

https://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/jni/spec/jniTOC.html
https://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/jni/spec/types.html#wp9502
https://developer.android.google.cn/studio/profile/memory-profiler#jni-references
https://developer.android.google.cn/training/articles/perf-jni
https://wiki.jikexueyuan.com/project/jni-ndk-developer-guide/performance.html
https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/jni/spec/design.html#referencing_java_objects
https://www.kancloud.cn/owenoranba/jni/120442

總結

以上是生活随笔為你收集整理的java 在已有的so基础上封装jni_[干货]再见，Android JNI 封装的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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