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Android中关于JNI 的学习（一）对于JNIEnv的一些认识

2024-07-05 05:24:33   227人阅读

一个简单的例子让我们初步地了解JNI的作用，但是关于JNI中的一些概念还是需要了解清楚，才能够更好的去利用它来实现我们想要做的事情。

那么C++和Java之间的是如何通过JNI来进行互相调用的呢？

我们知道，在Android中，当Java文件被编译成dex文件之后，会由类加载器加载到Dalvik VM（DVM）中，由DVM来进行解释，翻译成机器语言之后，才能由机器来运行。

而对于C/C++来说，其源代码经由Android提供的NDK工具包，可以编译成可执行动态库（即.so文件），之后，Java和C++之间就可以进行通讯了。

那么，在这里，可以想像，Java的Dex字节码和C/C++的so库肯定是同时运行在一个DVM之中，它们是共同使用一个进程空间的，否则，它们怎么彼此沟通呢？

所以在这里，一个关键的中间区域就是Dalvik VM。而对于C/C++，当它们也被加载进DVM之后，由C/C++实现的函数方法等都会被加载在DVM中的函数表中。

如果想要在C/C++中调用函数，它们必须要有个东西能够让其访问到这个虚拟机中的函数表。

而这个东西就是JNIEnv *。

当我们利用javah生成的C/C++的头文件的时候，如下：

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_lms_jni_HwDemo_printHello
  (JNIEnv *e, jobject j)
{
        return (**e).NewStringUTF(e,"Hello from T" );
}

我们可以看到这个方法有两个参数，其中第一个就是JNIEnv *，而我们在Java端定义这个方法的时候，是没有参数的，如下：

public native String printHello();

那么这个JNIEnv是干什么用的？
其实从这个参数的名称就可以看到，就是指JNI的运行环境，我觉得它就是对Java虚拟环境的一个引用，在Android中，就是指Dalvik VM。
参考jni.h文件中关于JNIEnv的定义，如下（对于C和C++，它的定义有点不一样）：
struct _JNIEnv;
struct _JavaVM;
typedef const struct JNINativeInterface* C_JNIEnv;

#if defined(__cplusplus)
typedef _JNIEnv JNIEnv; //C++中JNIEnv的类型
typedef _JavaVM JavaVM; 
#else
typedef const struct JNINativeInterface* JNIEnv; //C中JNIEnv的类型
typedef const struct JNIInvokeInterface* JavaVM;
#endif

在C中，我们可以看到JNIEnv的类型就是JNINativeInterface* ，是一个指针类型，那么在C++中呢，_JNIEnv是什么样的呢？
struct _JNIEnv {
    /* do not rename this; it does not seem to be entirely opaque */
    const struct JNINativeInterface* functions;

而对于C++来说， _JNIEnv是一个结构体，里面包含了JNINativeInterface*的结构。
所以从这里也可以看到，对于C和C++来说，它们引用JNIEnv中的方法是有一点不一样的。总的来说，JNIEnv，不管是C，还是C++，其实关键都是JNINativeInterface的这个结构。
我们可以简单看一下JNINativeInterface结构的定义，如下：
struct JNINativeInterface {
    void*       reserved0;
    void*       reserved1;
    void*       reserved2;
    void*       reserved3;

    jint        (*GetVersion)(JNIEnv *);

    jclass      (*DefineClass)(JNIEnv*, const char*, jobject, const jbyte*,
                        jsize);
    jclass      (*FindClass)(JNIEnv*, const char*);

    jmethodID   (*FromReflectedMethod)(JNIEnv*, jobject);
    jfieldID    (*FromReflectedField)(JNIEnv*, jobject);
    /* spec doesn‘t show jboolean parameter */
    jobject     (*ToReflectedMethod)(JNIEnv*, jclass, jmethodID, jboolean);

可以看到在它其中定义了很多的函数指针，而通过这些定义，JNI层其实就获得了对DVM的引用，通过定义的这些函数指针，可以定位到虚拟机中的 JNI 函数表，从而实现JNI层在DVM中的函数调用。
所以，可以这样理解，其实JNIEnv，就是对DVM运行环境中C/C++函数的一个引用，而也正因为此，当C/C++想要在DVM中调用函数的时候，由于其是在DVM的环境中，所以它们必须通过JNIEnv* 这个参数来获得这些方法，之后才能够使用。
那么这个JNIEnv是什么时候产生的呢？
当Android中第一个Java线程要调用本地的C/C++代码的时候，DVM就会为该线程产生一个JNIEnv*的指针。而每一个线程在和C/C++互相调用的时候，其对应的JNIEnv 也是相互独立。

嗯，结束。


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