_ 声明: 对原文格式以及内容做了细微的修改和美化, 主要为了方便阅读和理解 _
一. 基础
Java Native Interface (JNI) 标准是Java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI 是本地编程接口，它使得在 Java 虚拟机 (VM) 内部运行的 Java 代码能够与用其它编程语言(如 C、C++ 和汇编语言)编写的应用程序和库进行交互操作。
- 从如何载入
.so档案谈起
由于Android 的应用层的类都是以Java写的，这些Java类编译为Dex型式的Bytecode之后，必须靠Dalvik虚拟机(VM: Virtual Machine)来执行。VM在Android平台里，扮演很重要的角色。此外，在执行Java类的过程中，如果Java类需要与C组件沟通时，VM就会去载入C组件，然后让Java的函数顺利地调用到C组件的函数。此时，VM扮演着桥梁的角色，让Java与C组件能通过标准的JNI介面而相互沟通。应用层的Java类是在虚拟机(VM: Vitual Machine)上执行的，而C件不是在VM上执行，那么Java程式又如何要求VM去载入(Load)所指定的C组件呢?
可使用下述指令：
System.loadLibrary("*.so的档案名");
例如，Android框架里所提供的MediaPlayer.java类，含指令：
public class MediaPlayer{ static { System.loadLibrary("media_jni"); } }
这要求VM去载入Android的/system/lib/libmedia_jni.so档案。载入*.so之后，Java类与*.so档案就汇合起来，一起执行了。 - 如何撰写*.so的入口函数
-
JNI_OnLoad()与JNI_OnUnload()函数的用途
当Android的VM(Virtual Machine)执行到System.loadLibrary()函数时，首先会去执行C组件里的JNI_OnLoad()函数。
它的用途有二：
* (a) 指定JNI版本
告诉VM此C组件使用那一个JNI版本。如果你的.so档没有提供JNI_OnLoad()函数，VM会默认该.so档是使用最老的 JNI 1.1版本。由于新版的JNI做了许多扩充，如果需要使用JNI的新版功能，例如JNI 1.4的java.nio.ByteBuffer,就必须藉由JNI_OnLoad()函数来告知VM。JNI_OnLoad()函数的返回值便是JNI的版本号, 这个版版号的值定义在jni.h文件中, 如下:
#define JNI_VERSION_1_1 0x00010001
#define JNI_VERSION_1_2 0x00010002
#define JNI_VERSION_1_4 0x00010004
#define JNI_VERSION_1_6 0x00010006
* (b) 做C组件的初始化工作.
由于VM执行到System.loadLibrary()函数时，就会立即调用JNI_OnLoad()方法，所以C组件的开发者可以借由JNI_OnLoad()函数来进行C组件内的某些初始化工作(Initialization) 。
例如，在Android的/system/lib/libmedia_jni.so档案里，就提供了JNI_OnLoad()函数，其程式码片段为：
//#define LOG_NDEBUG 0
#define LOG_TAG "MediaPlayer-JNI"
jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved) {
JNIEnv *env = NULL;
jint result = -1;
if (vm->GetEnv((void **) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
LOGE("ERROR: GetEnv failed ");
goto bail;
}
assert(env != NULL);
if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) {
LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed ");
goto bail;
}
if (register_android_media_MediaRecorder(env) < 0) {
LOGE("ERROR: MediaRecorder native registration failed ");
goto bail;
}
if (register_android_media_MediaScanner(env) < 0) {
LOGE("ERROR: MediaScanner native registration failed ");
goto bail;
}
if (register_android_media_MediaMetadataRetriever(env) < 0) {
LOGE("ERROR: MediaMetadataRetriever native registration failed ");
goto bail;
}
result = JNI_VERSION_1_4;
bail:
return result;
}
此函数回传JNI_VERSION_1_4值给VM，于是VM知道了其所使用的JNI版本了。此外，它也做了一些初期的动作(可呼叫任何本地函数)，例如指令：
if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) {
LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed ");
goto bail;
}
就将此组件提供的各个本地函数(Native Function)登记到VM里，以便能加快后续呼叫本地函数的效率。
JNI_OnUnload()函数与JNI_OnLoad()相对应的。在载入C组件时会立即呼叫JNI_OnLoad()来进行组件内的初期动作;而当VM释放该C组件时，则会呼叫JNI_OnUnload()函数来进行善后清除动作。当VM呼叫JNI_OnLoad()或 JNI_Unload()函数时，都会将VM的指针(Pointer)传递给它们，其参数如下:
jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) { }
jint JNI_OnUnload(JavaVM* vm, void* reserved) { }
在JNI_OnLoad()函数里，就通过过VM之指标而取得JNIEnv之指标值，并存入env指标变数里，如下述指令：
jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved) {
JNIEnv *env = NULL;
jint result = -1;
if (vm->GetEnv((void **) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
LOGE("ERROR: GetEnv failed ");
goto bail;
}
}
由于VM通常是多线程(Multi-threading)执行环境。每一个线程在呼叫JNI_OnLoad()时，所传递进来的JNIEnv指针值都是不同的。为了配合这种多线程环境，C组件开发者在撰写本地函数时，可借由JNIEnv指针值的不同而避免多线程中的资料访问冲突，这样才能确保所写的本地函数能安全地在不同Android进程中安全的执行。基于这个理由，当在呼叫C组件的函数时，都会将JNIEnv指标值传递给它，如下：
jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved) {
JNIEnv *env = NULL;
if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) {
}
}
在JNI_OnLoad()函数中调用register_android_media_MediaPlayer(env)函数时，就将env指针传递过去了。如此，在register_android_media_MediaPlayer()函数就能借由该指针做到同步操作资源，以便化解资料冲突的问题。
例如，在register_android_media_MediaPlayer()函数里，可撰写下述代码：
if ((*env)->MonitorEnter(env, obj) != JNI_OK) { }
查看是否已经有其他线程使用此物件，如果没有，此程序就进入if代码块并使用该物件执行相关动作。还有，也可撰写下述指令：
if ((*env)->MonitorExit(env, obj) != JNI_OK) { }
查看是否是有线程在使用此物件，如果是，当前线程不进入if代码块。
-
registerNativeMethods()函数的用途
应用层级的Java类别透过VM而呼叫到本地函数。一般是仰赖VM去寻找*.so里的本地函数。如果需要连续呼叫很多次，每次都需要寻找一遍，会多花许多时间。此时，组件开发者可以自行将本地函数向VM进行登记。例如，在Android的/system/lib/libmedia_jni.so档案里的代码段如下：
#define LOG_NDEBUG 0
#define LOG_TAG "MediaPlayer-JNI"
static JNINativeMethod gMethods[] = {
{"setDataSource", "(Ljava/lang/String;)V",(void *) android_media_MediaPlayer_setDataSource},
{"setDataSource", "(Ljava/io/FileDescriptor;JJ)V", (void *) android_media_MediaPlayer_setDataSourceFD},
{"prepare", "()V", (void *) android_media_MediaPlayer_prepare},
{"prepareAsync", "()V", (void *) android_media_MediaPlayer_prepareAsync},
{"_start", "()V", (void *) android_media_MediaPlayer_start},
{"_stop", "()V", (void *) android_media_MediaPlayer_stop},
{"getVideoWidth", "()I",
(void *) android_media_MediaPlayer_getVideoWidth},
{ "getVideoHeight", "()I", (void *) android_media_MediaPlayer_getVideoHeight },
{ "seekTo", "(I)V", (void *) android_media_MediaPlayer_seekTo },
{ "_pause", "()V", (void *) android_media_MediaPlayer_pause },
{ "isPlaying", "()Z", (void *) android_media_MediaPlayer_isPlaying },
{ "getCurrentPosition", "()I", (void *) android_media_MediaPlayer_getCurrentPosition },
{ "getDuration", "()I", (void *) android_media_MediaPlayer_getDuration },
{ "_release", "()V", (void *) android_media_MediaPlayer_release },
{ "_reset", "()V", (void *) android_media_MediaPlayer_reset },
{ "setAudioStreamType", "(I)V", (void *) android_media_MediaPlayer_setAudioStreamType },
{ "setLooping", "(Z)V", (void *) android_media_MediaPlayer_setLooping },
{ "setVolume", "(FF)V", (void *) android_media_MediaPlayer_setVolume },
{ "getFrameAt", "(I)Landroid/graphics/Bitmap;",
(void *) android_media_MediaPlayer_getFrameAt },
{ "native_setup", "(Ljava/lang/Object;)V",
(void *) android_media_MediaPlayer_native_setup },
{ "native_finalize", "()V", (void *) android_media_MediaPlayer_native_finalize },
};static int register_android_media_MediaPlayer(JNIEnv *env) { return AndroidRuntime::registerNativeMethods(env, "android/media/MediaPlayer", gMethods, NELEM(gMethods)); } jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved) { if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) { LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed "); goto bail; } }
当VM载入libmedia_jni.so档案时，就呼叫JNI_OnLoad()函数。接着，JNI_OnLoad()呼叫 register_android_media_MediaPlayer()函数。此时，就呼叫到 AndroidRuntime::registerNativeMethods()函数，向VM(即AndroidRuntime)登记 gMethods[]表格所含的本地函数了。简而言之， registerNativeMethods()函数的用途有二：
- (1) 更有效率去找到函数。
- (2) 可在执行期间进行抽换。
由于gMethods[]是一个<名称，函数指针>对照表，在程序执行时，可多次呼叫registerNativeMethods()函数来更换本地函数之指针，而达到弹性抽换本地函数之目的.
(这里别有深意, 可以用来hook Android的系统的某些native函数)
- Andoird 中使用了一种不同传统Java JNI的方式来定义其native的函数。其中很重要的区别是Andorid使用了一种Java 和 C 函数的映射表数组，并在其中描述了函数的参数和返回值。这个数组的类型是
JNINativeMethod，定义如下：
typedef struct {
const char* name; // Android Native方法名称
const char* signature; // AndroidNative方法的签名, 可以用javah查看方法签名
void* fnPtr; // c/c++函数的函数指针
} JNINativeMethod;
其中比较难以理解的是第二个参数，例如:"()V","(II)V"," (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V"
实际上这些字符是与函数的参数和类型一一对应的。"()"中的字符表示参数，后面的则代表返回值。
例如"()V"就表示void Func();"(II)V"表示void Func(int, int);
具体的每一个字符的对应关系如下:
| 字符 | Java类型 | C类型 |
|---|---|---|
| V | void | void |
| Z | jboolean | boolean |
| I | jint | int |
| J | jlong | long |
| D | jdouble | double |
| F | jfloat | float |
| B | jbyte | byte |
| C | jchar | char |
| S | jshort | short |
数组则以[开始，用两个字符表示:
| 字符 | Java类型 | C类型 |
|---|---|---|
| [I | jintArray | int[] |
| [F | jfloatArray | float[] |
| [B | jbyteArray | byte[] |
| [C | jcharArray | char[] |
| [S | jshortArray | short[] |
| [D | jdoubleArray | double[] |
| [J | jlongArray | long[] |
| [Z | jbooleanArray | boolean[] |
上面的都是基本类型。如果Java函数的参数是class，则以L开头，以;结尾，中间是用/隔开的包及类名。而其对应的C函数名的参数则为jobject. 一个例外是String类，其对应的类为jstring
| 字符 | Java类型 | C类型 |
|---|---|---|
| Ljava/lang/String; | String | jstring |
| Ljava/net/Socket; | Socket | jobject |
如果JAVA函数位于一个嵌入类，则用$作为类名间的分隔符。 例如:
"(Ljava/lang/String;Landroid/os/FileUtils$FileStatus;)Z"
二. Android JNI编程实践
- 直接使用java本身jni接口(windows/ubuntu)
* (1) 在Eclipsh中新建一个android应用程序。两个类：一个继承于`Activity`，UI显示用。另一个包含`native`方法。编译生成所有类。
package com.hello.jnitest;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import com.stone.jni_demo1.R;
public class jnitest extends Activity {
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
Nadd cal = new Nadd();
setTitle("The Native Add Result is " + String.valueOf(cal.nadd(10, 19)));
}
}
Nadd.java文件:
package com.hello.jnitest;
public class Nadd {
static {
System.loadLibrary("Nadd");
}
public native int nadd(int a, int b);
}
以上在windows中完成。
* (2) 使用javah命令生成C/C++的头文件。注意类要包含包名，路径文件夹下要包含所有包中的类，否则会报找不到类的错误。classpath参数指定到包名前一级文件夹，文件夹层次结构要符合java类的组织层次结构。
生成头文件的命令: javah -classpath ../jnitest/bin com.hello.jnitest.Nadd
com_hello_jnitest_Nadd .h文件内容如下：
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated /
#include <jni.h>
/ Header for class com_hello_jnitest_Nadd */
#ifndef _Included_com_hello_jnitest_Nadd
#define _Included_com_hello_jnitest_Nadd
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class: com_hello_jnitest_Nadd
* Method: nadd
* Signature: (II)I
*/
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_hello_jnitest_Nadd_nadd
(JNIEnv *, jobject, jint, jint);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
-
(3) 编辑
*.c文件实现native方法。
com_hello_jnitest_Nadd.c文件：
#include
#include "com_hello_jnitest_Nadd.h"JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_hello_jnitest_Nadd_nadd(JNIEnv * env, jobject c, jint a, jint b) { return (a+b); } (4) 编译
*.c文件生存动态库。
命令:arm-none-linux-gnueabi-gcc -I/home/a/work/android/jdk1.6.0_17/include -I/home/a/work/android/jdk1.6.0_17/include/linux -fpic -c com_hello_jnitest_Nadd.c arm-none-linux-gnueabi-ld -T/home/a/CodeSourcery/Sourcery_G++_Lite/arm-none-linux-gnueabi/lib/ldscripts/armelf_linux_eabi.xsc -share -o libNadd.so com_hello_jnitest_Nadd.o
执行上面的命令得到libNadd.so文件。以上在ubuntu中完成。(5) 将相应的动态库文件push到avd的
system/lib中, 执行命令:adb push libNadd.so /system/lib。若提示Read-only file system错误，先运行adb remount命令，在运行
adb push libNadd.so /system/lib即可.-
(6) 在eclipse中运行原应用程序即可。以上在windows中完成。
对于一中生成的so文件也可采用二中的方法编译进apk包中。只需在工程文件夹中建libsarmeabi文件夹(其他文件夹名无效，只建立libs文件夹也无效)，然后将so文件拷入，编译工程即可。- 使用NDK生成本地方法(ubuntu and windows)
(1) 安装NDK：
下载并解压NDK包，然后进入NDK根目录，运行build/host-setup.sh(需要Make 3.81和awk)。若有错，修改host-setup.sh文件：将#!/bin/sh修改为#!/bin/bash，再次运行即可。(2) 在
apps文件夹下建立自己的工程文件夹，然后在该文件夹下建一文件Application.mk和project文件夹。
Application.mk文件内容：
APP_PROJECT_PATH := $(call my-dir)/project
APP_MODULES := myjni(3) 在project文件夹下建一个
jni文件夹，然后新建Android.mk和myjni.c文件。这里不需要用javah生成相应的.h文件，但函数名要包含相应的完整的包、类名。-
(4) 编辑相应文件内容。
Android.mk文件：
# Copyright (C) 2009 The Android Open Source Project
# Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
# you may not use this file except in compliance with the License.
# You may obtain a copy of the License at
# http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
# See the License for the specific language governing permissions and
# limitations under the License.LOCAL_PATH := $(call my-dir) include $(CLEAR_VARS) LOCAL_MODULE := myjni LOCAL_SRC_FILES := myjni.c include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
myjni.c文件：
#include <jni.h>
#include "com_hello_NdkTest_NdkTest.h"
jstring Java_com_hello_NdkTest_NdkTest_stringFromJNI(JNIEnv* env, jobject thiz ) {
return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from My-JNI !");
}
myjni文件组织：
~/work/android/ndk-1.6_r1/apps$ tree myjni
myjni
|-- Application.mk
|-- project
|-- jni
|-- Android.mk
|-- myjni.c
|-- libs
|-- armeabi
|-- libmyjni.so
4 directories, 4 files
* (5) 编译：make APP=myjni.
以上内容在ubuntu完成。
以下内容在windows中完成。当然也可以在ubuntu中完成。
* (6) 在eclipsh中创建android application。将myjni中自动生成的libs文件夹拷贝到当前工程文件夹中，编译运行即可。
NdkTest.java文件：
package com.hello.NdkTest;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;
public class NdkTest extends Activity {
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
TextView tv = new TextView(this);
tv.setText( stringFromJNI() );
setContentView(tv);
}
public native String stringFromJNI();
static {
System.loadLibrary("myjni");
}
}
上面生成的so文件也可使用adb push命令将so文件push到avd中运行.
- **本篇将介绍在JNI编程中如何传递参数和返回值. **
首先要强调的是，native方法不但可以传递Java的基本类型做参数，还可以传递更复杂的类型，比如String，数组，甚至自定义的类。这一切都可以在jni.h中找到答案.
(1) Java基本类型的传递
用过Java的人都知道，Java中的基本类型包括boolean，byte，char，short，int，long，float，double这样几种，如果你用这几种类型做native方法的参数，当你通过javah -jni生成.h头文件的时候，只要看一下生成的.h头文件，就会一清二楚，这些类型分别对应的类型是:jboolean，jbyte，jchar，jshort，jint，jlong，jfloat，jdouble。这几种类型几乎都可以当成对应的C++类型来用，所以没什么好说的。-
(2) String参数的传递
Java的String和C++的string是不能对等起来的，所以处理起来比较麻烦。先看一个例子:
class Prompt {static { System.loadLibrary("Prompt"); } // native method that prints a prompt and reads a line private native String getLine(String prompt); public static void main(String args[]) { Prompt p = new Prompt(); String input = p.getLine("Type a line: "); System.out.println("User typed: " + input); } }
在这个例子中，我们要实现这个native方法:
private native String getLine(String prompt);
getLine()方法读入一个String参数，返回一个String值。
通过执行javah -jni 得到的com_hello_jnitest_Nadd.h头文件的内容是这样的:
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated /
#include <jni.h>
/ Header for class com_hello_jnitest_Nadd */
#ifndef _Included_com_hello_jnitest_Nadd
#define _Included_com_hello_jnitest_Nadd
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class: com_hello_jnitest_Nadd
* Method: nadd
* Signature: (II)I
*/
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_hello_jnitest_Nadd_nadd
(JNIEnv *, jobject, jint, jint);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
jstring是JNI中对应于String的类型，但是和基本类型不同的是，jstring不能直接当作C++的string用。如果你用编写这样的代码cout << prompt << endl; 编译器肯定会扔给你一个错误信息的。
其实要处理jstring有很多种方式，这里只讲一种我认为最简单的方式，看下面这个例子:
#include "jni.h"
#include "Prompt.h"
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_getLine(JNIEnv *env, jobject obj, jstring prompt) {
const char* str;
str = env->GetStringUTFChars(prompt, false);
if(str == NULL) {
return NULL;
}
std::cout << str << std::endl;
env->ReleaseStringUTFChars(prompt, str);
char* tmpstr = "return string succeeded";
jstring rtstr = env->NewStringUTF(tmpstr);
return rtstr;
}
在上面的例子中，作为参数prompt不能直接被C++程序使用，先做了如下转换
str = env->GetStringUTFChars(prompt, false);
将jstring类型变成一个char *类型。
返回的时候，要生成一个jstring类型的对象，也必须通过如下代码，
jstring rtstr = env->NewStringUTF(tmpstr);
这里用到的GetStringUTFChars()和NewStringUTF()函数都是JNI提供的处理String类型的函数，还有其他的函数这里就不一一列举了.
(3) 数组类型的传递
和String一样，JNI为Java基本类型的数组提供了j*Array类型，比如int[]对应的就是jintArray。来看一个传递int数组的例子，Java程序就不写了,
JNIEXPORT jint JNICALL Java_IntArray_sumArray(JNIEnv *env, jobject obj, jintArray arr) {
jint *carr;
carr = env->GetIntArrayElements(arr, false);
if(carr == NULL) {
return 0;
}
jint sum = 0;
for(int i=0; i<10; i++) {
sum += carr[i];
}
env->ReleaseIntArrayElements(arr, carr, 0);
return sum;
}
这个例子中的GetIntArrayElements()和ReleaseIntArrayElements()函数就是JNI提供用于处理int数组的函数。如果试图用arr[i]的方式去访问jintArray类型，毫无疑问会出错。JNI还提供了另一对函数GetIntArrayRegion()和ReleaseIntArrayRegion()访问int数组，就不介绍了，对于其他基本类型的数组，方法类似。-
(4) 二维数组和
String数组
在JNI中，二维数组和String数组都被视为object数组，因为数组和String被视为object。仍然用一个例子来说明，这次是一个二维int数组，作为返回值。
JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_ObjectArrayTest_initInt2DArray(JNIEnv *env, jclass cls, int size) {
jobjectArray result;
jclass intArrCls = env->FindClass("[I");
result = env->NewObjectArray(size, intArrCls, NULL);for (int i = 0; i < size; i++) { jint tmp[256]; jintArray iarr = env->NewIntArray(size); for(int j = 0; j < size; j++) { tmp[j] = i + j; } env->SetIntArrayRegion(iarr, 0, size, tmp); env->SetObjectArrayElement(result, i, iarr); env->DeleteLocalRef(iarr); } return result; }
上面代码中的第二行 (jobjectArray result; ) 声明了一个对象数组, 因为我们要返回的是一个int[][]类型 (int类型的二维数组) 的值，所以需要新建一个jobjectArray对象。
jclass intArrCls = env->FindClass("[I"); 是创建一个jclass的引用，因为result的元素是一维int数组的引用，所以intArrCls必须是一维int数组的引用，这一点是如何保证的呢? 注意FindClass()的参数"[I"，JNI就是通过它来确定引用的类型的，I表示是int类型，[标识是数组。对于其他的类型，都有相应的表示方法，
| 标识符 | 类型 |
|---|---|
| Z | boolean |
| B | byte |
| C | char |
| S | short |
| I | int |
| J | long |
| F | float |
| D | double |
String是通过“Ljava/lang/String;”表示的，那相应的，String数组就应该是“[Ljava/lang/String;”。
还是回到代码，
result = env->NewObjectArray(size, intArrCls, NULL); 的作用是为result分配空间。
jintArray iarr = env->NewIntArray(size); 是为一维int数组iarr分配空间。
env->SetIntArrayRegion(iarr, 0, size, tmp); 是为iarr赋值。
env->SetObjectArrayElement(result, i, iarr);是为result的第i个元素赋值。
通过上面这些步骤，我们就创建了一个二维int数组，并赋值完毕，这样就可以做为参数返回了。
如果了解了上面介绍的这些内容，基本上大部分的任务都可以对付了。虽然在操作数组类型，尤其是二维数组和String数组的时候，比起在单独的语言中编程要麻烦，但既然我们享受了跨语言编程的好处，必然要付出一定的代价。
有一点要补充的是，本文所用到的函数调用方式都是针对C++的，如果要在C中使用，所有的env->都要被替换成(env)->，而且后面的函数中需要增加一个参数env，具体请看一下jni.h的代码。*另外还有些省略的内容，可以参考JNI的文档：Java Native Interface 6.0 Specification，Interface 6.0 Specification 翻译文档
在JDK的文档里也可以找到。如果要进行更深入的JNI编程，需要仔细阅读这个文档。接下来的高级篇，也会讨论更深入的话题
4.在本篇中，将会涉及关于JNI编程更深入的话题，
包括：在native方法中访问Java类的域和方法，将Java中自定义的类作为参数和返回值传递等等。了解这些内容，将会对JNI编程有更深入的理解，写出的程序也更清晰，易用性更好。
(1). 在一般的Java类中定义native方法
在前两篇的例子中，都是将native方法放在main方法的Java类中，实际上，完全可以在任何类中定义native方法。这样，对于外部来说，这个类和其他的Java类没有任何区别。-
(2) 访问Java类的域和方法
native方法虽然是native的，但毕竟是方法，那么就应该同其他方法一样，能够访问类的私有域和方法。实际上，JNI的确可以做到这一点，我们通过几个例子来说明，
public class ClassA {
String str_ = "abcde";
int number_;public native void nativeMethod(); private void javaMethod() { System.out.println("call java method succeeded"); } static { System.loadLibrary("ClassA"); } }
在这个例子中，我们在一个没有main()方法的Java类中定义了native方法。我们将演示如何在nativeMethod()中访问域str_，number_和方法javaMethod()，nativeMethod()的C++实现如下，
JNIEXPORT void JNICALL Java_testclass_ClassCallDLL_nativeMethod(JNIEnv *env, jobject obj) {
// access field str_
jclass cls = env->GetObjectClass(obj);
jfieldID fid = env->GetFieldID(cls, "str_", "Ljava/lang/String;");
jstring jstr = (jstring)env->GetObjectField(obj, fid);
const char *str = env->GetStringUTFChars(jstr, false);
if(std::string(str) == "abcde") {
std::cout << "access field succeeded" << std::endl;
}
// access field number_
jint i = 2468;
fid = env->GetFieldID(cls, "number_", "I");
env->SetIntField(obj, fid, i);
// access method javaMethod()
jmethodID mid = env->GetMethodID(cls, "javaMethod", "()V");
env->CallVoidMethod(obj, mid);
}
上面的代码中，通过如下两行代码获得 str_的值,
jfieldID fid = env->GetFieldID(cls, "str_", "Ljava/lang/String;");
jstring jstr = (jstring)env->GetObjectField(obj, fid);
第一行代码获得str_的id，在GetFieldID()函数的调用中需要指定str_的类型，第二行代码通过str_的id获得它的值，当然我们读到的是一个jstring类型，不能直接显示，需要转化为char *类型。
接下来我们看如何给Java类的域赋值，看下面两行代码，
fid = env->GetFieldID(cls, "number_", "I");
env->SetIntField(obj, fid, i);
第一行代码同前面一样，获得number_的id，第二行我们通过SetIntField()函数将i的值赋给number_，其他类似的函数可以参考JDK的文档。
访问javaMethod()的过程同访问域类似，
jmethodID mid = env->GetMethodID(cls, "javaMethod", "()V");
env->CallVoidMethod(obj, mid);```
需要强调的是，在`GetMethodID()`中，我们需要指定`javaMethod()`方法的类型，域的类型很容易理解，方法的类型如何定义呢，在上面的例子中，我们用的是`()V`，`V`表示返回值为空，`()`表示参数为空。如果是更复杂的函数类型如何表示?
看一个例子，`long f (int n, String s, int[] arr);` 这个函数的类型符号是`(ILjava/lang/String;[I)J`，`I`表示`int`类型，`Ljava/lang/String;`表示`String`类型，`[I`表示`in`t数组，`J`表示`long`。这些都可以在文档中查到。
* (3) 在native方法中使用用户定义的类
JNI不仅能使用Java的基础类型，还能使用用户定义的类，这样灵活性就大多了。大体上使用自定义的类和使用Java的基础类(比如 String)没有太大的区别，关键的一点是，如果要使用自定义类，首先要能访问类的构造函数，看下面这一段代码，我们在native方法中使用了自定义的`Java`类`ClassB`，
jclass cls = env->FindClass("Ltestclass/ClassB;");
jmethodID id = env->GetMethodID(cls, "", "(D)V");
jdouble dd = 0.033;
jvalue args[1];
args[0].d = dd;
jobject obj = env->NewObjectA(cls, id, args);
首先要创建一个自定义类的引用，通过`FindClass()`函数来完成，参数同前面介绍的创建 `String`对象的引用类似，只不过类名称变成自定义类的名称。然后通过`GetMethodID()`函数获得这个类的构造函数，**注意这里方法的名称是`""`，它表示这是一个构造函数。**
`jobject obj = env->NewObjectA(cls, id, args);` 生成了一个`ClassB`的对象，`args`是`ClassB`的构造函数的参数，它是一个`jvalue *`类型。
通过以上介绍的三部分内容，`native`方法已经看起来完全像Java自己的方法了，至少主要功能上齐备了，只是实现上稍麻烦。而了解了这些，JNI编程的水平也更上一层楼。下面要讨论的话题也是一个重要内容，至少如果没有它，我们的程序只能停留在演示阶段，不具有实用价值。
* (4) 异常处理
在C++和Java的编程中，异常处理都是一个重要的内容。但是在JNI中，麻烦就来了， `native`方法是通过`C++`实现的，如果在`native`方法中发生了异常，如何传导到Java呢? JNI提供了实现这种功能的机制。我们可以通过下面这段代码抛出一个Java可以接收的异常，
jclass errCls;
env->ExceptionDescribe();
env->ExceptionClear();
errCls = env->FindClass("java/lang/IllegalArgumentException");
env->ThrowNew(errCls, "thrown from C++ code");
如果要抛出其他类型的异常，替换掉`FindClass()`函数的参数即可。这样，在Java中就可以接收到`native`方法中抛出的异常。
References:
在Android Studio中进行NDK开发:
https://developer.android.google.cn/studio/projects/add-native-code.html
https://developer.android.google.cn/ndk/guides/build.html
http://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/jni/spec/jniTOC.html
http://www.tuicool.com/articles/NfAfuum
http://blog.csdn.net/xiaoyu_93/article/details/53082088
http://www.jianshu.com/p/0261e6cceb3e