JNI静态注册与动态注册_app

导读

我们知道通过Java通过JNI可以调用C/C++代码，C/C++也可以通过JNI调用java代码，那么JNI是怎么将Java方法与Native的方法对应起来的呢？

JVM查找Native方法有两种方式：
1、按照JNI规范的命名规则进行查找，这种方式叫静态注册。
2、调用JNI提供的RegisterNatives函数，将本地函数注册到JVM中，这种方式叫动态注册。

静态注册

所谓静态注册就是按照JNI规范书写函数名：

java_类路径_方法名（路径用下划线分隔）

当我们使用Android Studio新建一个Native工程时默认生成的JNI函数就是静态注册的，例如下面就是一个静态注册的简单例子：

extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_fly_jnitest_MainActivity_stringFromJNI(
        JNIEnv* env,
        jobject obj) {
    std::string hello = "Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}

静态注册的方式是系统的默认方式，使用简单，但是灵活性比较差，如果修改了Java中的Native函数所在类的包名或类名，则需要同时修改C/C++函数名称（头文件、源文件等）。

属性描述符与函数描述符

在了解动态注册之前，我们先来了解JNI中的属性描述符和函数签名的概念。

JNI属性描述符也就是变量类型在JNI中的表示方式，它是由属性的声明类型决定的。例如使用"I"表示int属性，使用"F"表示float属性，使用"D"表示double属性，使用"Z"表示boolean属性等。

对于引用各类型属性的描述符，比如java.lang.String，需要以字母"L"开头，解析来是JNI类描述符并使用一个分号结束，Java中完整类名中的".“被”/"替换掉了。因此，对于java.lang.String类型需要使用以下形式的属性描述符：
Ljava/lang/String;。

数组类型的描述符由"["以及数组元素类型的描述符组成，例如,[I表示整型数组的属性描述符，以此类推。

我们可以使用javap工具从class文件生成属性描述符。

与属性描述符类似，函数也有函数描述符，通常我们又称为函数签名，一个函数描述符由他的参数类型和返回值类型组成，参数类型在前，且使用一对括号括起来，参数类型是以他们在函数声明中的顺序罗列的，多个参数类型之间是没有分隔符，如果一个方法没有参数，使用一对空的括号表示即可。函数的返回值类型紧跟在包裹参数类型的右括号后边。

例如(I)V代指接收一个整型参数且返回值为空的函数。()D代指的是没有输入参数，返回值是一个double类型的函数。

注意：不要被C函数中像"int f(void)“这样的函数原型误导，误认为”(V)I"是它的方法描述符，其实"()I"才函数f的函数描述符。

动态注册

在库加载时会自动调用JNI_OnLoad()函数，开发者经常会JNI_OnLoad()函数做一些初始化 *** 作，动态注册就是在这里进行的。调用API是env->RegisterNatives(clazz, gMethods, numMethods)。

env->RegisterNatives(clazz, gMethods, numMethods)是一个接受三个参数的函数，第一个参数是Java对应的类，第二个参数是JNINativeMethod数组，第三个参数是JNINativeMethod数组的长度，也就是需要注册的方法的个数。
其中JNINativeMethod表示的是方法方法的映射关系，它包括Java中的方法名，对应的方法签名和Native映射的函数方法三个信息。

相比静态注册，动态注册的灵活性更高，如果修改了java native函数所在类的包名或类名，仅调整Java native函数的签名信息即可。

以下展示了一个动态注册的例子:

// 前两个参数还是固定的
jstring stringFromJNI(JNIEnv *jniEnv,jobject jobj){
    return jniEnv->NewStringUTF("hello from C++ string");
}

static const JNINativeMethod nativeMethod[] = {
        // Java中的函数名
        {"stringFromJNI",
         // 函数签名信息
         "()Ljava/lang/String;",
         // native的函数指针
         (void *) (stringFromJNI)},
};

// 类库加载时自动调用
JNIEXPORT jint JNICALL JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reversed)
{
    JNIEnv *env = NULL;
    // 初始化JNIEnv
    if(vm->GetEnv(reinterpret_cast(&env), JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK){
        return JNI_FALSE;
    }
    // 找到需要动态动态注册的Jni类
    jclass jniClass = env->FindClass("com/fly/jnitest/MainActivity");
    if(nullptr == jniClass){
        return JNI_FALSE;
    }
    // 动态注册
    env->RegisterNatives(jniClass,nativeMethod,sizeof(JNINativeMethod)/sizeof(nativeMethod));
    // 返回JNI使用的版本
    return JNI_VERSION_1_6;
}

相比于静态注册，动态注册不必在每次运行调用Native方法都去进行方法查找，所以相对来说动态注册的性能更高一些。