JNI 中如何处理 Java 对象作为参数的传递？如何通过 JNI 调用 Java 方法并传递基本数据类型参数？...-CSDN博客

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Java Native Interface (JNI) 是 Java 提供的一种机制，允许 Java 程序与用其他编程语言(如 C 或 C++)编写的本地代码进行交互。在 JNI 中，调用 Java 方法并传递参数是一个常见的需求，尤其是在与底层系统资源交互或需要高效处理复杂算法时。通过 JNI，Java 代码能够调用本地方法，同时，本地代码也能够调用 Java 中的方法。

随着软件开发的进步，Java 已成为世界上最流行的编程语言之一，广泛应用于企业级应用、移动应用和云计算平台。然而，在某些场景下，Java 的性能和灵活性可能受到一定限制，尤其是在与底层操作系统资源或高效计算的需求上。这时，通过 JNI(Java Native Interface)技术，Java 可以与用 C 或 C++ 编写的本地代码进行交互，从而充分发挥底层语言的性能优势。

JNI 的最大优势之一是它能让 Java 程序调用本地方法并传递参数，同时也允许本地代码调用 Java 方法。因此，开发者可以将 Java 和 C/C++ 的优势结合起来，既利用 Java 的平台独立性，又能发挥 C/C++ 的高性能优势。例如，在 Android 开发中，JNI 经常被用于与底层硬件交互，处理复杂的数学计算或与系统资源交互。

尽管 JNI 强大且灵活，但它也带来了一些挑战，尤其是在参数传递和内存管理方面。理解 JNI 如何处理不同类型的参数，并掌握其用法，将是开发者高效利用 JNI 的关键。

1. JNI 基础概述

JNI 是 Java 提供的一种本地接口，使得 Java 程序能够调用 C/C++ 等本地语言编写的代码。通过 JNI，Java 可以访问底层系统资源，如操作系统 API、硬件设备和优化的算法。JNI 通过定义一套规范和接口，使得 Java 程序能够与本地方法相互调用。

在 JNI 中，Java 代码和本地代码的交互通常有两个方向：Java 调用本地方法和本地方法调用 Java 方法。本文主要关注如何通过 JNI 从本地代码调用 Java 方法，并向 Java 方法传递参数。

JNI 中如何处理 Java 对象作为参数的传递？如何通过 JNI 调用 Java 方法并传递基本数据类型参数？_本地代码

1.1 JNI 函数的基本结构

JNI 中调用 Java 方法的过程通常包括以下几个步骤：

获取 Java 类：首先，Java 类必须通过 FindClass 方法找到。FindClass 方法接受一个字符串参数，该字符串表示类的路径。
获取方法 ID：使用 GetMethodID 方法获取要调用的方法的 ID。该方法需要类的 ID 和方法的名称。
调用方法：使用 JNI 提供的函数来调用实际的 Java 方法。

1.2 数据类型映射

在 JNI 中，Java 的数据类型与 C/C++ 的数据类型并不完全相同。JNI 提供了一组数据类型映射，允许在 Java 类型与 C/C++ 类型之间转换。常见的映射关系如下：

jint：对应 int
jlong：对应 long
jfloat：对应 float
jdouble：对应 double
jboolean：对应 boolean
jobject：对应 Java 对象，如 String、ArrayList 等

2. 如何通过 JNI 调用 Java 方法并传递参数

2.1 调用无参数的 Java 方法

如果 Java 方法没有参数，调用过程会相对简单。我们可以使用以下步骤：

获取 Java 类。
获取无参方法的 ID。
调用方法。

示例代码如下：

#include <jni.h>
#include <stdio.h>

JNIEXPORT void JNICALL Java_MyClass_callJavaMethod(JNIEnv *env, jobject obj) {
    jclass cls = (*env)->FindClass(env, "MyClass"); // 获取 Java 类
    jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env, cls, "myMethod", "()V"); // 获取无参方法的ID
    if (methodID == NULL) {
        return; // 如果方法未找到，则返回
    }
    (*env)->CallVoidMethod(env, obj, methodID); // 调用无参数的 Java 方法
}

在这个示例中，我们首先获取了 MyClass 类，并获取了 myMethod 方法的 ID，然后通过 CallVoidMethod 调用了该方法。

2.2 调用带有基本数据类型参数的 Java 方法

对于带有参数的方法，我们可以通过 JNI 提供的接口传递基本数据类型的参数。JNI 支持传递多种类型的基本数据，包括 int、long、float、double 等。

例如，假设我们需要调用一个带有 int 和 float 参数的方法，可以按照以下步骤：

#include <jni.h>
#include <stdio.h>

JNIEXPORT void JNICALL Java_MyClass_callJavaMethodWithParams(JNIEnv *env, jobject obj) {
    jclass cls = (*env)->FindClass(env, "MyClass");
    jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env, cls, "myMethodWithParams", "(IF)V");
    if (methodID == NULL) {
        return;
    }
    
    jint intParam = 10;
    jfloat floatParam = 20.5f;
    
    (*env)->CallVoidMethod(env, obj, methodID, intParam, floatParam); // 调用带有参数的方法
}

在这个例子中，myMethodWithParams 是一个接收 int 和 float 参数的方法。通过 CallVoidMethod，我们将参数传递给 Java 方法。

2.3 调用带有对象参数的 Java 方法

除了基本数据类型，JNI 还允许传递对象类型的参数，如 String、ArrayList 等对象。我们需要使用 JNI 的 NewObject 或者 GetObjectField 等方法来创建和传递对象。

以下是调用带有 String 类型参数的方法的示例：

#include <jni.h>
#include <stdio.h>

JNIEXPORT void JNICALL Java_MyClass_callJavaMethodWithString(JNIEnv *env, jobject obj) {
    jclass cls = (*env)->FindClass(env, "MyClass");
    jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env, cls, "myMethodWithString", "(Ljava/lang/String;)V");
    if (methodID == NULL) {
        return;
    }
    
    jstring strParam = (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI");
    
    (*env)->CallVoidMethod(env, obj, methodID, strParam); // 调用带有 String 参数的方法
}

在此示例中，myMethodWithString 方法接受一个 String 参数。我们通过 NewStringUTF 创建一个新的字符串对象，并将其传递给 Java 方法。

2.4 调用带有数组参数的 Java 方法

JNI 还支持将数组作为参数传递给 Java 方法。无论是基本类型的数组还是对象数组，都可以通过 JNI 进行传递。以下是一个例子，演示如何传递一个 int[] 数组：

#include <jni.h>
#include <stdio.h>

JNIEXPORT void JNICALL Java_MyClass_callJavaMethodWithArray(JNIEnv *env, jobject obj) {
    jclass cls = (*env)->FindClass(env, "MyClass");
    jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env, cls, "myMethodWithArray", "([I)V");
    if (methodID == NULL) {
        return;
    }
    
    jintArray intArray = (*env)->NewIntArray(env, 3);
    jint arrayElements[3] = {1, 2, 3};
    (*env)->SetIntArrayRegion(env, intArray, 0, 3, arrayElements); // 设置数组内容
    
    (*env)->CallVoidMethod(env, obj, methodID, intArray); // 调用带有数组参数的方法
}

在这个例子中，myMethodWithArray 接受一个 int[] 数组作为参数。我们使用 NewIntArray 创建一个新的数组，并通过 SetIntArrayRegion 设置数组的元素。

3. 常见问题与解决方案

3.1 参数类型不匹配

在 JNI 中，最常见的问题之一是 Java 方法参数类型与 C/C++ 中传递的类型不匹配。为了避免这种问题，开发者必须确保正确使用 JNI 提供的映射类型。

3.2 内存管理

JNI 需要开发者手动管理内存。在创建本地对象时，必须在适当的时机释放内存，以避免内存泄漏。例如，使用 DeleteLocalRef 删除局部引用。

3.3 异常处理

JNI 中的异常处理非常重要。在调用 Java 方法时，可能会抛出异常。开发者应该在 JNI 代码中检查并处理异常。

4. 总结

通过 JNI，Java 程序可以与底层的 C/C++ 本地代码进行交互，调用 Java 方法并传递参数。本文介绍了 JNI 的基本概念、如何传递不同类型的参数，并提供了多个代码示例。JNI 是一个强大的工具，但也需要开发者仔细管理内存、正确传递参数以及处理异常。掌握 JNI 的使用技巧可以帮助开发者在复杂应用中提高性能和灵活性。