初学者，尤其是缺少C++开发经验的初学者，经常会对以下两种写法感到困惑：
NewStringUTF(env, "Hello from C++");
env->NewStringUTF("Hello from C++");
实际上，JNI的头文件jni.h中同时声明了C与C++两种接口，通过#ifdef __cplusplus宏指令进行区分。
如果你的工程没有强制要求必须使用纯C代码，推荐使用C++实现。
JNI 定义了两个关键数据结构，即“JavaVM”和“JNIEnv”。理论上在Java中每个进程可以有多个 JavaVM，但 Android 只允许有一个。
#if defined(__cplusplus)
typedef _JNIEnv JNIEnv;
typedef _JavaVM JavaVM;
#else
typedef const struct JNINativeInterface* JNIEnv;
typedef const struct JNIInvokeInterface* JavaVM;
#endif
JNIEnv 提供了大部分 JNI 函数。每个线程都有独立的JNIEnv，通过“线程局部存储”（ThreadLocal）存储在线程对象上。因此无法在线程之间共享 JNIEnv。
线程
Java创建的线程自带JNIEnv，通过JavaVM的GetEnv方法可以直接获取到对应的JNIEnv指针。而非Java线程则没有JNIEnv，需要使用JavaVM的AttachCurrentThread附加JNIEnv。以下是一个比较详细的示例，使用pthread_create创建了一个pthread线程，然后在Run方法中反射调用Java的invokeFromJNI方法：
#include
#include
#include
#include
#include "scoped_local_ref.h"
JavaVM* gJavaVM = NULL; // JavaVM 全局指针
jclass gClassMainActivity = NULL; //GlobalRef的jclass
/*
// 要反射调用的Java方法
public void invokeFromJNI(final String args) {
mTextView.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
mTextView.setText(args);
}
});
}
*/
/**
* pthread线程的Run方法
*/
void *Run(void *arg) {
JNIEnv* env = NULL;
if (gJavaVM->GetEnv(reinterpret_cast(&env), JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) {
gJavaVM->AttachCurrentThread(&env, NULL);
jobject weak = reinterpret_cast(arg);
// 判断弱全局引用是否已经被回收
if (env->IsSameObject(weak, NULL)) {
return NULL;
}
// 给弱全局引用提升引用级别
jobject local = env->NewLocalRef(weak);
jmethodID invokeFromJNI = env->GetMethodID(gClassMainActivity, "invokeFromJNI", "(Ljava/lang/String;)V");
env->CallVoidMethod(local, invokeFromJNI, env->NewStringUTF("JNITutorial"));
env->DeleteLocalRef(local);
env->DeleteWeakGlobalRef(weak);
gJavaVM->DetachCurrentThread();
}
return NULL;
}
jstring stringFromJNI(JNIEnv* env, jobject obj) {
pthread_t thread;
pthread_create(&thread, NULL, Run, env->NewWeakGlobalRef(obj)); //这里的obj其实是MainActivity，所以使用了弱全局引用
__android_log_print(ANDROID_LOG_VERBOSE, "JNITutorial", "stringFromJNI");
std::string hello = "Hello from C++ dynamic";
return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}
jint RegisterNatives(JNIEnv *env) {
// 方法数组，分别为：
// 方法名 | 方法签名 | 函数指针
JNINativeMethod methods_MainActivity[] = {
{"stringFromJNI", "()Ljava/lang/String;", (void *) stringFromJNI},
};
jint nMethods = sizeof(methods_MainActivity) / sizeof(methods_MainActivity[0]);
return env->RegisterNatives(gClassMainActivity, methods_MainActivity, nMethods);
}
JNIEXPORT jint JNICALL JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) {
gJavaVM = vm;
// 首先获取JNIEnv
JNIEnv* env = NULL;
if (vm->GetEnv(reinterpret_cast(&env), JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) {
return JNI_ERR;
}
// 反射Java类
jclass classMainActivity = env->FindClass("com/jianshu/qianlang/jnitutorial/MainActivity");
// 如果因修改了包名或者类不存在则反射失败
if (classMainActivity == NULL) {
return JNI_ERR;
}
gClassMainActivity = reinterpret_cast(env->NewGlobalRef(classMainActivity));
env->DeleteLocalRef(classMainActivity);
// 动态注册方法
if (RegisterNatives(env) != JNI_OK) {
return JNI_ERR;
}
return JNI_VERSION_1_6;
}
线程中JNIEnv的高级玩法
使用线程局部存储将JNIEnv直接存储在当前线程对象中。避免多次AttachCurrentThread和DetachCurrentThread调用。
Android Developer也提到了这种方法，只不过没有详细介绍，以下这个示意详细演示了如何使用TLS。
//
// Created by 安秋亮 on 2020/6/11.
//
#include
#include
#include
#include
#include "scoped_local_ref.h"
JavaVM* gJavaVM = NULL; // JavaVM 全局指针
jclass gClassMainActivity = NULL; //GlobalRef的jclass
pthread_key_t jenv_key;
/*
// 要反射调用的Java方法
public void invokeFromJNI(final String args) {
mTextView.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
mTextView.setText(args);
}
});
}
*/
JNIEnv* getJNIEnv() {
JNIEnv* env = reinterpret_cast(pthread_getspecific(jenv_key));
if (env) {
__android_log_print(ANDROID_LOG_VERBOSE, "JNITutorial", "getJNIEnv from TLS: %p", env);
return env;
}
if (gJavaVM->GetEnv(reinterpret_cast(&env), JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) {
gJavaVM->AttachCurrentThread(&env, NULL);
// 使用线程局部存储，将JNIEnv存入当前线程
pthread_setspecific(jenv_key, env);
}
__android_log_print(ANDROID_LOG_VERBOSE, "JNITutorial", "getJNIEnv: %p", env);
return env;
}
/**
* pthread线程的Run方法
*/
void *Run(void *arg) {
JNIEnv* env = getJNIEnv();
jobject weak = reinterpret_cast(arg);
// 判断弱全局引用是否已经被回收
if (env->IsSameObject(weak, NULL)) {
return NULL;
}
env = getJNIEnv(); //这里故意调用 getJNIEnv 两次，是为了测试第二次是从TLS中获取的ENV
// 给弱全局引用提升引用级别
jobject local = env->NewLocalRef(weak);
jmethodID invokeFromJNI = env->GetMethodID(gClassMainActivity, "invokeFromJNI", "(Ljava/lang/String;)V");
env->CallVoidMethod(local, invokeFromJNI, env->NewStringUTF("JNITutorial"));
env->DeleteLocalRef(local);
env->DeleteWeakGlobalRef(weak);
gJavaVM->DetachCurrentThread();
return NULL;
}
void Destroy(void *arg) {
JNIEnv* env = reinterpret_cast(arg);
__android_log_print(ANDROID_LOG_VERBOSE, "JNITutorial", "Destroy: %p", env);
gJavaVM->DetachCurrentThread();
}
jstring stringFromJNI(JNIEnv* env, jobject obj) {
pthread_t thread;
pthread_create(&thread, NULL, Run, env->NewWeakGlobalRef(obj)); //这里的obj其实是MainActivity，所以使用了弱全局引用
__android_log_print(ANDROID_LOG_VERBOSE, "JNITutorial", "stringFromJNI");
std::string hello = "Hello from C++ dynamic";
return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}
jint RegisterNatives(JNIEnv *env) {
// 方法数组，分别为：
// 方法名 | 方法签名 | 函数指针
JNINativeMethod methods_MainActivity[] = {
{"stringFromJNI", "()Ljava/lang/String;", (void *) stringFromJNI},
};
jint nMethods = sizeof(methods_MainActivity) / sizeof(methods_MainActivity[0]);
return env->RegisterNatives(gClassMainActivity, methods_MainActivity, nMethods);
}
JNIEXPORT jint JNICALL JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) {
gJavaVM = vm;
// 首先获取JNIEnv
JNIEnv* env = NULL;
pthread_key_create(&jenv_key, Destroy);
if (vm->GetEnv(reinterpret_cast(&env), JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) {
return JNI_ERR;
}
// 反射Java类
jclass classMainActivity = env->FindClass("com/jianshu/qianlang/jnitutorial/MainActivity");
// 如果因修改了包名或者类不存在则反射失败
if (classMainActivity == NULL) {
return JNI_ERR;
}
gClassMainActivity = reinterpret_cast(env->NewGlobalRef(classMainActivity));
env->DeleteLocalRef(classMainActivity);
// 动态注册方法
if (RegisterNatives(env) != JNI_OK) {
return JNI_ERR;
}
return JNI_VERSION_1_6;
}
本专题的其他内容
- JavaVM 和 JNIEnv
- javap 获取JNI方法签名
- JNI静态注册和动态注册
参考
IBM- JNI 对象引用概述