Android面試之----談談你對Java中Native關鍵字的認識!

JNI是J ava Native Interface的 縮寫。從Java 1.1開始，Java Native Interface (JNI)標准成為java平台的一部分，它允許Java代碼和其他語言寫的代碼進行交互。JNI一開始是為了本地已編譯語言，尤其是C和C++而設計的，但是它並不妨礙你使用其他語言，只要調用約定受支持就可以了。

      使用java與本地已編譯的代碼交互，通常會喪失平台可移植性。但是，有些情況下這樣做是可以接受的，甚至是必須的，比如，使用一些舊的庫，與硬件、操作系統進行交互，或者為了提高程序 的性能。JNI標准至少保證本地代碼能工作在任何Java 虛擬機實現下。

JNI（Java Native Interface）的書寫步驟

      ·編寫帶有native聲明的方法的Java類
      ·使用javac命令編譯所編寫的Java類
      ·使用javah ?jni Java類名生成擴展名為h的頭文件
      ·使用C/C++（或者其他編程想語言）實現本地方法
      ·將C/C++編寫的文件生成動態連接庫

1) 編寫Java程序：
這裡以HelloWorld為例。
代碼1：
class HelloWorld {
public native void displayHelloWorld();

static {
System.loadLibrary("hello");
}

public static void main(String[] args) {
new HelloWorld().displayHelloWorld();
}
}
聲明native方法：如果你想將一個方法做為一個本地方法的話，那麼你就必須聲明改方法為native的，並且不能實現。其中方法的參數和返回值在後面講述。
Load 動態庫：System.loadLibrary("hello");加載動態庫（我們可以這樣理解：我們的方法displayHelloWorld()沒有實現，但是我們在下面就直接使用了，所以必須在使用之前對它進行初始化）這裡一般是以static塊進行加載的。同時需要注意的是 System.loadLibrary();的參數“hello”是動態庫的名字。
main()方法
2) 編譯沒有什麼好說的了
javac HelloWorld.Java
3) 生成擴展名為h的頭文件
Javah ?jni HelloWorld
頭文件的內容：
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is Machine generated */
#include 
/* Header for class HelloWorld */

#ifndef _Included_HelloWorld
#define _Included_HelloWorld
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class: HelloWorld
* Method: displayHelloWorld
* Signature: ()V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_displayHelloWorld
(JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
（這裡我們可以這樣理解：這個h文件相當於我們在java裡面的接口，這裡聲明了一個Java_HelloWorld_displayHelloWorld (JNIEnv *, jobject);方法，然後在我們的本地方法裡面實現這個方法，也就是說我們在編寫C/C++程序的時候所使用的方法名必須和這裡的一致）。
4) 編寫本地方法
實現和由Javah命令生成的頭文件裡面聲明的方法名相同的方法。
代碼2：
1 #include 
2 #include "HelloWorld.h"
3 #include

4 JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_displayHelloWorld(JNIEnv *env, jobject obj) 
{
printf("Hello world!\n");
return;
}
注意代碼2中的第1行，需要將jni.h（該文件可以在%JAVA_HOME%/include文件夾下面找到）文件引入，因為在程序中的JNIEnv、 jobject等類型都是在該頭文件中定義的；另外在第2行需要將HelloWorld.h頭文件引入（我是這麼理解的：相當於我們在編寫Java程序的時候，實現一個接口的話需要聲明才可以，這裡就是將HelloWorld.h頭文件裡面聲明的方法加以實現。當然不一定是這樣）。然後保存為HelloWorldImpl.c就 ok了。
5) 生成動態庫
這裡以在Windows中為例，需要生成dll文件。在保存HelloWorldImpl.c文件夾下面，使用VC的編譯器cl成。
cl -I%java_home%\include -I%Java_home%\include\win32 -LD HelloWorldImp.c -Fehello.dll
注意：生成的dll文件名在選項-Fe後面配置，這裡是hello，因為在HelloWorld.java文件中我們loadLibary的時候使用的名字是hello。當然這裡修改之後那裡也需要修改。另外需要將-I%java_home%\include -I%Java_home%\include\win32參數加上，因為在第四步裡面編寫本地方法的時候引入了jni.h文件。
6) 運行程序
Java HelloWorld就ok。

JNI（Java Native Interface）調用中考慮的問題

      在首次使用JNI的時候有些疑問，後來在使用中一一解決，下面就是這些問題的備忘：

      1。 Java和c是如何互通的？
      其實不能互通的原因主要是數據類型的問題，jni解決了這個問題，例如那個c文件中的JString數據類型就是Java傳入的String對象 ，經過jni函數的轉化就能成為c的char*。
      對應數據類型關系如下表：
        Java 類型 本地c類型 說明
        boolean jboolean 無符號，8 位
        byte jbyte 無符號，8 位
        char jchar 無符號，16 位
        short JShort 有符號，16 位
        int jint 有符號，32 位
        long jlong 有符號，64 位
        float jfloat 32 位
        double jdouble 64 位
        void void N/A

      2. 如何將Java傳入的String參數轉換為c的char*，然後使用?
Java 傳入的String參數，在c文件中被jni轉換為jstring的數據類型，在c文件中聲明char* test，然後test = (char*)(*env)->GetStringUTFChars(env, jstring, NULL);注意：test使用完後，通知虛擬機平台相關代碼無需再訪問：(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, JString, test);

      3. 將c中獲取的一個char*的buffer傳遞給Java？
這個char*如果是一般的字符串的話，作為string傳回去就可以了。如果是含有’\0’的buffer，最好作為bytearray傳出，因為可以制定copy的length，如果copy到string，可能到’\0’就截斷了。
      有兩種方式傳遞得到的數據：
      一種是在jni中直接new一個byte數組，然後調用函數(*env)->SetByteArrayRegion(env, bytearray, 0, len, buffer);將buffer的值copy到bytearray中，函數直接return bytearray就可以了。
      一種是return錯誤號，數據作為參數傳出，但是Java的基本數據類型是傳值，對象是傳遞的引用，所以將這個需要傳出的byte數組用某個類包一下，如下：
class RetObj
{
public byte[] bytearray;
}
這個對象作為函數的參數retobj傳出，通過如下函數將retobj中的byte數組賦值便於傳出。代碼如下：
jclass cls;
jfIEldID fid;
jbyteArray bytearray;
bytearray = (*env)->NewByteArray(env,len);
(*env)->SetByteArrayRegion(env, bytearray, 0, len, buffer);
cls = (*env)->GetObjectClass(env, retobj);
fid = (*env)->GetFIEldID(env, cls, "retbytes", "[B"]);
(*env)->SetObjectFIEld(env, retobj, fid, bytearray);

      4. 不知道占用多少空間的buffer，如何傳遞出去呢？
      在jni的c文件中new出空間，傳遞出去。Java的數據不初始化，指向傳遞出去的空間即可。