JNI学习笔记：JNI原理

一、JNI数据类型

在上节中出现了jstring类型，这里说明一下，JNI有自己的原始数据类型和数据引用类型。

 

二、JNI原理

Java语言的执行环境是Java虚拟机(JVM)，JVM其实是主机环境中的一个进程，每个JVM虚拟机都在本地环境中有一个JavaVM结构体，该结构体在创建Java虚拟机时被返回，在JNI环境中创建JVM的函数为JNI_CreateJavaVM。

JNI_CreateJavaVM(JavaVM **pvm, void **penv, void*args);

1、JavaVM

其中JavaVM是Java虚拟机在JNI层的代表，JNI全局仅仅有一个JavaVM结构中封装了一些函数指针（或叫函数表结构），JavaVM中封装的这些函数指针主要是对JVM操作接口。另外，在C和C++中的JavaVM的定义有所不同，在C中JavaVM是JNIInvokeInterface_类型指针，而在C++中有对JNIInvokeInterface_进行了一次封装，比C中少了一个参数，这也是为什么JNI代码更推荐使用C++来编写的原因。

2、JNIEnv

JNIEnv是当前Java线程的执行环境，一个JVM对应一个JavaVM结构，而一个JVM中可能创建多个Java线程，每个线程对应一个JNIEnv结构，它们保存在线程本地存储TLS中。JNIEnv是一个线程相关的结构体，该结构体代表了Java在本线程的执行环境。

因此，不同的线程的JNIEnv是不同，也不能相互共享使用。JNIEnv结构也是一个函数表，在本地代码中通过JNIEnv的函数表来操作Java数据或者调用Java方法。也就是说，只要在本地代码中拿到了JNIEnv结构，就可以在本地代码中调用Java代码。

JNIEnv的作用：

• 调用Java 函数：JNIEnv代表了Java执行环境，能够使用JNIEnv调用Java中的代码
• 操作Java代码：Java对象传入JNI层就是jobject对象，需要使用JNIEnv来操作这个Java对象

JNIEnv的创建：

• C 中——JNIInvokeInterface：JNIInvokeInterface是C语言环境中的JavaVM结构体，调用 (AttachCurrentThread)(JavaVM, JNIEnv*, void) 方法，能够获得JNIEnv结构体
• C++中 ——_JavaVM：_JavaVM是C++中JavaVM结构体，调用jint AttachCurrentThread(JNIEnv** p_env, void* thr_args) 方法，能够获取JNIEnv结构体；

JNIEnv的释放：

• C 中释放：调用JavaVM结构体JNIInvokeInterface中的(DetachCurrentThread)(JavaVM)方法，能够释放本线程的JNIEnv
• C++ 中释放：调用JavaVM结构体_JavaVM中的jint DetachCurrentThread(){ return functions->DetachCurrentThread(this); } 方法，就可以释放 本线程的JNIEnv

JNIEnv结构：

JNIEnv是一个指针，指向一个线程相关的结构，线程相关结构指向JNI函数指针数组，这个数组中存放了大量的JNI函数指针，这些指针指向了详细的JNI函数。

3、JNI引用

在JNI中，定义了三种引用类型：

• 局部引用(Local Reference)
• 全局引用(Global Reference)
• 弱全局引用(Weak Global Reference)

1）局部引用(Local Reference)

最常见的引用类型，基本上通过JNI返回来的引用都是局部引用，例如使用NewObject，就会返回创建出来的实例的局部引用，局部引用值在该native函数有效，所有在该函数中产生的局部引用，都会在函数返回的时候自动释放(freed)，也可以使用DeleteLocalRef函数手动释放该应用。之所以使用DeleteLocalRef函数：实际上局部引用存在，就会防止其指向对象被垃圾回收期回收，尤其是当一个局部变量引用指向一个很庞大的对象，或是在一个循环中生成一个局部引用，最好的做法就是在使用完该对象后，或在该循环尾部把这个引用是释放掉，以确保在垃圾回收器被触发的时候被回收。在局部引用的有效期中，可以传递到别的本地函数中，要强调的是它的有效期仍然只是在第一次的Java本地函数调用中，所以千万不能用C++全部变量保存它或是把它定义为C++静态局部变量。

2）全局引用(Global Reference)

全局引用可以跨方法、跨线程使用，直到被开发者显式释放。类似局部引用，一个全局引用在被释放前保证引用对象不被GC回收。和局部应用不同的是，没有俺么多函数能够创建全局引用。能创建全部引用的函数只有NewGlobalRef，而释放它需要使用ReleaseGlobalRef函数

3）弱全局引用(Weak Global Reference)

JDK 1.2 新增加的功能，与全局引用类似，创建跟删除都需要由编程人员来进行，这种引用与全局引用一样可以在多个本地带阿妈有效，不一样的是，弱引用将不会阻止垃圾回收期回收这个引用所指向的对象，所以在使用时需要多加小心，它所引用的对象可能是不存在的或者已经被回收。

 

转自：Android JNI(一)——NDK与JNI基础