前言
Android手机现在已经占据全球智能手机市场第一位了。但Android手机广为大家所诟病的就是运行速度越来越慢。于是各App都在想尽办法进行优化，以提升用户感受。
其中一个可以大幅提升性能的的办法就是使用JNI技术。也就是说将一些复杂的，占CPU比较多的模块、函数使用 C/C++来实现，Java再通过 JNI 接口调用 C/C++函数从而达到优化的目的。
目前市面上的大多数游戏，音视频直播的App都采用这种方法。今天我们就为大家讲讲使用JNI都需要注意些什么。
JNI
JNI(Java Native Interface), 用于 Java 代码与 C／C++ 代码之间的相互调用。之所以使用 JNI 主要还是从效率的角度出发。尤其对于音视频的编解码，如果使用软编的话，都会使用 JNI。
JavaVM 和 JNIEnv
JNI定义了两种重要的数据结构 JavaVM 和 JNIEnv。他们都是指向函数表指针的指针。 JavaVM提供了调用接口的函数，它允许你创建或销毁JavaVM。理论上在同一个进程中你可以有多个JavaVM，但 Android 只支持一个。
JNIEnv提供了大部分 JNI 函数。你自己的 Native 函数的第一个参数就是 JNIEnv。
JNIEnv用于线程本地存储。所以你不能在线程间共享JNIEnv。如果一段代码无法得到JNIEnv，你应该通过 JavaVM 的 GetEnv 方法获取。
C 声明 JavaVM 和 JNIEev 与 C++ 的声明不一样。jni.h 头文件根据你是C代码还是C++代码提供了两种类型声明，所以最好不要在头文件中包括 JNIEnv 类型参数。
换句话说，如果在头文件中需要 #ifdef __cplusplus，你在头文件中又有JNIEnv类型，那么你很可能会遇到麻烦。
Threads
所有的线程都是 Linux 线程。他们一般情况下是从 Thread.start启动的。但它可以在任何地方创建，然后再绑定到 JavaVM上。例如，pthread_create创建的线程，可以通过 AttachCurrentThread 或 AttachCurrentThreadAsDaemon 函数绑到 JavaVM上。在绑定之前，它拿不到 JNIEnv 也不能做 JNI调用。
绑定本地创建的线程时会构造 java.lang.Thread对象，并把它添加到 "main"线程组（ThreadGroup）中，使得 debugger 可以知道它。如果线程已经绑定过了，再调用AttachCurrentThread函数时，它什么也不做。
Android不会暂停正在执行Native代码的线程。如果GC正在做回收，或者debugger发起了暂停的请求，Android将在下一次进行JNI调用时暂停该线程。
也就是说Native代码必一次性执行完，Android没有打断Native代码执行的方法。
通过JNI绑定的线程在退出前，必须调用DetachCurrentThread函数。如果你觉得直接这样做很不舒服，在Android2.0之后，你可用pthread_key_create函数定义一个析构函数，它会在线程退出之前被调用， 并在析构函数里调用DetachCurrentThread。
使用同样的key, 用pthread_setspecific将 JNIEnv 存到线程本地存储中，这样它将作为参数传给你的析构函数。
jclass, jmethodID 和 jfieldID
如查你想通过Native代码访问java对象里的域，你可按如下步骤做：
- 使用 FindClass 得到类对象的引用。
- 通过 GetFieldID 得到 field ID。
- 通过适当的方法得到 field 的内容，如 GetIntField。
调用方法也是相似的，首先要得到类对象的引用，然后是方法ID。ID通常是指向内部运行时数据结构的指针。查找他们可能需要几个字符串的比较，但一旦你获得他们之后，调用是非常快的。
如果性能是非常重要的，那么把结果缓存在你的Native代码中就非常有必要了。另外，因为每个进程只能有一个 JavaVM 的限制，所以需要将数据存放在静态本地结构中是合理的。
类的引用（jclass），fieldID, methodID在类卸载前都是有效的。所有与ClassLoader关联的类被GC回收之前类是不会被卸载的。类被卸载的情况很少出现，但在Android下还是有可能发生的。为了保证万无一失，jclass必须通过调用NewGlobalRef进行保护。
如果加载class后，你喜欢把它缓存起来，并且在它被卸载或重新加载时自动更新缓存，那么，初始化ID的正确方法是添加一段像下面这样的代码：
/*
* We use a class initializer to allow the native code to cache some
* field offsets. This native function looks up and caches interesting
* class/field/method IDs. Throws on failure.
*/
private static native void nativeInit();
static {
nativeInit();
}
在你的 C/C++ 代码中创建 nativeClassInit 方法，执行 ID 查找。该代码仅在类初始化时执行一次。如果类被卸或重新加载了，它会再次执行。
Local 和 Global 引用
传给Native方法的每个参数和几乎由JNI函数返回的每个对象都是一个本地引用。这意味着它在当前线程，当前Native方法里是有效的。在从Native方法返回后，虽然对象本身还存活着，但它的引用已经失效了。
这个规则适用于jobject所有的子类，包括jclass, jstring和 jarray。
得到非本地引用的唯一方法是通过 NewGlobalRef 和 NewWeakGlobalRef方法。
如果你想更长时间的持有一个引用，你必须使用 "global" 引用。NewGlobalRef函数使用本地引用作为参数，返回全局引用。全局引用一直是有效的，除非你主动调用DeleteGlobalRef。
下面是缓存从 FindClass 返回的jclass的通用方法：
jclass localClass = env->FindClass("MyClass");
jclass globalClass = reinterpret_cast(env->NewGlobalRef(localClass));
所有的 JNI 方法都可以接受本地或全局引用作为参数。引用同一个对象有两个不同的引用值也是有可能的。例如，在同一对象上连续调用NewGlobalRef的返回值可能不同。查看两个引用是否指向同一个对象必须使用 IsSameObject 方法。千万别使用 “==” 比较两个引用。
一个后果是，在本地代码中你不能假定对象引用是不变的或唯一的。这次方法的调用与下次方法调用返回的32位对象值可能是不同的，并且两个不同对象可能在连续调用后具有相同的32位值是可能的。千万不要使用jobject值作为键。
作为开发人员，不要过度分配本地引用。也就是说如果你创建了大量的本地引用，你应该手动调用DeleteLocalRef释放它们，而不是等着让JNI做这件事儿。具本的实现是预留16个本地引用槽，如果你需要更多的，你应该删除之前的，或使用EnsureLocalCapacity / PushLocalFrame 。
注意，jfieldID 和 jmethodID 不是对像引用。它们不应该作为参数传给NewGlobalRef。由函数返回的原始数据指针，如GetStringUTFChars和GetByteArrayElements也不是对象。
原如数据可以在线程间传递。它们一直有效，除非调用了匹配的释放函数。
另外一个特别需要注意的地方是，如果用AttachCurrentThread绑定的Native线程，除非它解绑本地线程，否则运行的代码将永远不会自动释放本地引用。任何你创建的本地引用都必须手动删除。通常，任何在Native代码中创建的本地引用也需要手动删除。
小结
今天主要介绍下面的内容：
- JavaVM、JNIEnv
- 线程
- jclass, jmethodID 和 jfieldID
- Local 和 Global 引用
后面还会有一篇文章，请大家继续观注。谢谢！
