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接续上篇[JNI开发系列②.h头文件分析](http://www.jianshu.com/p/cba836f6a08c) ### 前情提要 在前面 , 我们已经熟悉了JNI的开发流程 , .h头文件的分析 , 生成头文件`javah`命令 , 以及java类型在C语言中的表现形式 , 值得注意的是 , java中的所有引用类型都是`jobject`类型 , `native`生成的函数 , 以`Java_全类名_方法名`表示,包名的`.`以`_`表示 。 ### 概述 在开篇的时候 ,我们就使用java的`native`方法调用过C函数 , 返回了一个String类型的字符串 , 使用`(*Env)->NewStringUTF(Env, "Jni C String");`函数 , 我们将字符指针转换成`jstring` , java类型的字符串返回给了我们的java层 。今天我们来学习 , 使用C语言来调用Java的字段与方法 。 ### part 1 : C 函数访问java字段 >一 , 定义Java 的`String`类型字段与修改字段的`native`方法 ```java // 使用C语言修改java字段 public String name = "zeno" ; // C语言修改java String 类型字段本地方法 public native void accessJavaStringField() ; // 调用 HelloJni jni = new HelloJni() ; System.out.println("修改前 name 的值:"+jni.name); //C语言修改java字段本地方法 jni.accessJavaStringField(); System.out.println("修改后 name 的值:"+jni.name); ``` > 二 , 在C语言头文件中定义`native`方法的实现函数 , 并实现 ```c // com.zeno.jni_HelloJNI.h JNIEXPORT void JNICALL Java_com_zeno_jni_HelloJni_accessJavaStringField (JNIEnv *, jobject); // Hello_JNI.c /*C语言访问java String类型字段*/ JNIEXPORT void JNICALL Java_com_zeno_jni_HelloJni_accessJavaStringField (JNIEnv *env, jobject jobj) { // 得到jclass jclass jcls = (*env)->GetObjectClass(env, jobj); // 得到字段ID jfieldID jfID = (*env)->GetFieldID(env, jcls, "name", "Ljava/lang/String;"); // 得到字段的值 jstring jstr = (*env)->GetObjectField(env, jobj, jfID); // 将jstring类型转换成字符指针 char* cstr = (*env)->GetStringUTFChars(env, jstr, JNI_FALSE); //printf("is vaule:%s\n", cstr); // 拼接字符 char text[30] = " xiaojiu and "; strcat(text, cstr); //printf("modify value %s\n", text); // 将字符指针转换成jstring类型 jstring new_str = (*env)->NewStringUTF(env, text); // 将jstring类型的变量 , 设置到java 字段中 (*env)->SetObjectField(env, jobj, jfID, new_str); } ``` > 三 , 输出 ```java 修改前 name 的值:zeno 修改后 name 的值: xiaojiu and zeno ``` > 四 , 分析 首先来分析C函数: ```c JNIEXPORT void JNICALL Java_com_zeno_jni_HelloJni_accessJavaStringField (JNIEnv *env, jobject jobj) JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_zeno_jni_HelloJni_getStringFromC (JNIEnv *Env, jclass jclazz) ``` 我们可以看出两处不同 , 一处是返回值类型 , 一处是函数参数类型 ,返回值类型没什么可讲的 , 在分析.h头文件的时候 , 已经详细讲述了 。那 , 这两个函数参数类型`jobject`与`jclass`有什么区别呢 ? 这两个类型表示 , Java的`native`函数 , 是成员方法还是类方法 , 成员方法需要对象.方法名 , 类方法则类名.方法名 , 可以在main方法里面直接使用 。 接下来是: ```c // 得到jclass jclass就好比java的.class对象 jclass jcls = (*env)->GetObjectClass(env, jobj); ``` 为什么要得到jclass呢 ? 因为 ,我们要获取字段ID , 在JNI中 , 获取java字段与方法都需要签名。而签名是在类加载的时候完成 , 所以在获取字段ID的时候需要传入jclass 。 // 得到字段ID ```c jfieldID jfID = (*env)->GetFieldID(env, jcls, "name", "Ljava/lang/String;"); ``` 通过传入jclass , 字段名称 , 字段签名 , 就可以得到字段ID ,也可使用GetMethodID函数得到方法ID 。 为什么传入了字段名称,还需要签名呢 ? 因为java支持重载 , 一个方法名称可以有多个不同实现 , 根据传入的参数不同 ,所以C语言调用函数为了区分不同的方法, 而对每个方法做了签名 , 而字段则可用来标识类型 (仅个人理解)。 获取字段与函数签名的方式: ``` 在.class的文件目录下 ,使用`javap -s -p className` 就可以列举出 , 所有的字段与方法签名 ``` ```c // 得到字段的值 , 类比java中的 对象.字段名得到值 , 这里是字段的ID jstring jstr = (*env)->GetObjectField(env, jobj, jfID); // 将jstring类型转换成字符指针 char* cstr = (*env)->GetStringUTFChars(env, jstr, JNI_FALSE); //printf("is vaule:%s\n", cstr); // 拼接字符 char text[30] = " xiaojiu and "; strcat(text, cstr); // 将字符指针转换成jstring类型 jstring new_str = (*env)->NewStringUTF(env, text); ``` 因为java类型与C语言类型不是相通的 , 所有需要一个转换 , 类型的介绍在上一篇已经详细说明 。 ```c // 将jstring类型的变量 , 设置到java 字段中 // 类比java中的 对象.字段名得到值 , 这里是字段的ID (*env)->SetObjectField(env, jobj, jfID, new_str); ``` > 画龙点睛: 上述中 , 我们访问修改了String类型的字段 , 也基本上能看出访问字段的基本套路 , 首先得到jclass , 再得到字段ID , 继而得到字段的值 , 进行类型转换 , 最后将变化的值设置给Java字段 。由此可以推出 , 访问其他类型的字段 , 也是这样的套路 , 只不过类型变了 , 值得注意的是 , java中的引用类型是需要进行类型转换的 。 ### part 2 : C函数访问Java方法 > 一 ,  定义Java 方法与调用方法的native方法 ```java // C语言调用java方法 private native void accessJavaRandomNumberMethod() ; // 调用 jni.accessJavaRandomNumberMethod() ; ``` > 二 ,  在C语言头文件中定义native方法的实现函数 , 并实现 ```c // com.zeno.jni_HelloJNI.h JNIEXPORT void JNICALL Java_com_zeno_jni_HelloJni_accessJavaRandomNumberMethod (JNIEnv *, jobject); // Hello_JNI.c // 访问java方法 JNIEXPORT void JNICALL Java_com_zeno_jni_HelloJni_accessJavaRandomNumberMethod (JNIEnv *env, jobject jobj) { // 得到jclass jclass jclazz = (*env)->GetObjectClass(env, jobj); // 得到方法ID jmethodID jmtdId = (*env)->GetMethodID(env, jclazz, "getRandomNumber", "(I)I"); // 调用方法 jint jRandomNum = (*env)->CallIntMethod(env, jobj, jmtdId, 10); // 打印 printf("得到java方法的随机数:%ld\n", jRandomNum); } ``` > 三 , 输出 ```java 得到java方法的随机数:6 ``` > 四 , 分析 ``` 不论是字段访问还是方法的调用 , 其基本的套路不变 ,调用Java方法与调用字段不同的是 , 将得到字段ID改成得到方法ID , 得到字段的值改成调用方法`CallXXX` , 通过调用调用Java方法得到方法返回值 。 ``` ### part 3 : C函数访问Java字段与方法(静态) > 套路都是一样的 , 这里仅给出代码 , 不做详细分析(本阶段全部代码) 。 ```java /** * * @author Zeno * * JNI (Java Native Interface) java本地化接口 * * Android Framework层与Native层相互通信的基石 * * */ public class HelloJni { // 使用C语言修改java字段 public String name = "zeno" ; // 使用C语言修改java int 类型字段 private int age = 20 ; public static String flag = "flag1" ; // 调用C语言函数方法 public static native String getStringFromC() ; // 调用C++语言函数方法 public static native String getStringFromCPP() ; // C语言修改java String 类型字段本地方法 public native void accessJavaStringField() ; // C语言修改java String static 类型字段本地方法 public native void accessJavaStaticStringField() ; // C语言修改java int 类型字段本地方法 public native void accessJavaIntField() ; // C语言调用java方法 private native void accessJavaRandomNumberMethod() ; // 调用Java静态方法 private native void accessJavaStaticMethod() ; // 静态native方法访问字段 private static native void staticAccessJavaField() ; public static void main(String[] args) { System.out.println("getStringFormC == "+getStringFromC()); System.out.println("getStringFormC == "+getStringFromCPP()); HelloJni jni = new HelloJni() ; System.out.println("修改前 name 的值:"+jni.name); //C语言修改java字段本地方法 jni.accessJavaStringField(); System.out.println("修改后 name 的值:"+jni.name); System.out.println("修改前 flag 的值:"+flag); //C语言修改java static 字段本地方法 jni.accessJavaStaticStringField(); System.out.println("修改后 flag 的值:"+flag); System.out.println("修改前 age 的值:"+jni.age); //C语言修改java字段本地方法 jni.accessJavaIntField(); System.out.println("修改后 age 的值:"+jni.age); jni.accessJavaRandomNumberMethod() ; jni.accessJavaStaticMethod() ; // 静态native方法 ,访问java字段 System.out.println("修改前 flag 的值:"+flag); staticAccessJavaField(); System.out.println("修改后 flag 的值:"+flag); } static{ // 加载动态库 System.loadLibrary("Hello_JNI") ; } // 调用java方法 private int getRandomNumber(int bound) { return new Random().nextInt(bound) ; } // 调用java静态方法 private static String getUUID() { return UUID.randomUUID().toString(); } } ``` > C实现 , 这里就不贴头文件了 。 调用静态的Java字段与方法 , 在C语言中调用相应的static函数 , 例如:获取静态字段ID `GetStaticFieldID` 。 ```c #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include "com_zeno_jni_HelloJni.h" #include <string.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> /* C/C++动态库 , 在win平台下以.dll文件标识 , 在linux下面以.so文件表示 在Android中 , 以.so文件表示 , 因为Android使用的是linux内核 。 */ /* * Class: com_zeno_jni_HelloJni * Method: getStringFormC * Signature: ()Ljava/lang/String; */ JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_zeno_jni_HelloJni_getStringFromC (JNIEnv *Env, jclass jclazz) { return (*Env)->NewStringUTF(Env, "Jni C String"); } /*C语言访问java String类型字段*/ JNIEXPORT void JNICALL Java_com_zeno_jni_HelloJni_accessJavaStringField (JNIEnv *env, jobject jobj) { // 得到jclass , jclass就好比java的.class对象 jclass jcls = (*env)->GetObjectClass(env, jobj); // 得到字段ID , jfieldID jfID = (*env)->GetFieldID(env, jcls, "name", "Ljava/lang/String;"); // 得到字段的值 jstring jstr = (*env)->GetObjectField(env, jobj, jfID); // 将jstring类型转换成字符指针 char* cstr = (*env)->GetStringUTFChars(env, jstr, JNI_FALSE); //printf("is vaule:%s\n", cstr); // 拼接字符 char text[30] = " xiaojiu and "; strcat(text, cstr); //printf("modify value %s\n", text); // 将字符指针转换成jstring类型 jstring new_str = (*env)->NewStringUTF(env, text); // 将jstring类型的变量 , 设置到java 字段中 (*env)->SetObjectField(env, jobj, jfID, new_str); } /*C语言访问java int 类型字段*/ JNIEXPORT void JNICALL Java_com_zeno_jni_HelloJni_accessJavaIntField (JNIEnv *env, jobject jobj) { // 得到jclass jclass jclazz = (*env)->GetObjectClass(env, jobj); // 得到字段ID jfieldID jfid = (*env)->GetFieldID(env, jclazz, "age", "I"); // 得到字段值 jint jAge = (*env)->GetIntField(env, jobj, jfid); jAge++; (*env)->SetIntField(env, jobj, jfid, jAge); } // 访问java方法 JNIEXPORT void JNICALL Java_com_zeno_jni_HelloJni_accessJavaRandomNumberMethod (JNIEnv *env, jobject jobj) { // 得到jclass jclass jclazz = (*env)->GetObjectClass(env, jobj); // 得到方法ID jmethodID jmtdId = (*env)->GetMethodID(env, jclazz, "getRandomNumber", "(I)I"); // 调用方法 jint jRandomNum = (*env)->CallIntMethod(env, jobj, jmtdId, 10); // 打印 printf("得到java方法的随机数:%ld\n", jRandomNum); } // 访问java静态字段 JNIEXPORT void JNICALL Java_com_zeno_jni_HelloJni_accessJavaStaticStringField (JNIEnv *env, jobject jobj) { // 得到jclass jclass jclazz = (*env)->GetObjectClass(env, jobj); // 得到字段ID jfieldID jfid = (*env)->GetStaticFieldID(env, jclazz, "flag", "Ljava/lang/String;"); // 得到字段的值 jobject jFLagStr = (*env)->GetStaticObjectField(env, jclazz, jfid); // 将java字符串转换成C字符指针 char* cFlagStr = (*env)->GetStringUTFChars(env, jFLagStr, JNI_FALSE); //printf("is vaule:%s\n", cFlagStr); char newStr[30] = " access static field "; strcat(newStr, cFlagStr); // 将C字符指针 , 转换成java字符串 jstring jNewStr = (*env)->NewStringUTF(env, newStr); // 将字符串设置到java字段上 (*env)->SetStaticObjectField(env, jclazz, jfid, jNewStr); } // 访问java静态方法 JNIEXPORT void JNICALL Java_com_zeno_jni_HelloJni_accessJavaStaticMethod (JNIEnv *env, jobject jobj) { // 得到jclass jclass jclazz = (*env)->GetObjectClass(env, jobj); // 得到静态方法ID jmethodID mtdid = (*env)->GetStaticMethodID(env, jclazz, "getUUID", "()Ljava/lang/String;"); // 调用静态方法 jobject jUUIDStr = (*env)->CallStaticObjectMethod(env, jclazz, mtdid); // 将java字符串转换成C字符指针 char* cUUIDStr = (*env)->GetStringUTFChars(env, jUUIDStr, JNI_FALSE); printf("is vaule:%s\n", cUUIDStr); // 根据UUID生成临时文件 char file_path[100] ; sprintf(file_path, "e:\\dn\\%s.txt", cUUIDStr); printf("is address:%s\n", file_path); FILE* fp = fopen(file_path, "w"); if (fp == NULL) { printf("文件创建失败\n"); } char* content = "落花有意流水无情"; // 写入内容 fputs(content, fp); // 关闭流 fclose(fp); } // 静态native方法 , 访问java字段 JNIEXPORT void JNICALL Java_com_zeno_jni_HelloJni_staticAccessJavaField (JNIEnv *env, jclass jclazz) { // 得到字段ID jfieldID jfid = (*env)->GetStaticFieldID(env, jclazz, "flag", "Ljava/lang/String;"); // 得到字段的值 jstring jflag = (*env)->GetStaticObjectField(env, jclazz, jfid); // 将java字符串转换成字符指针 char* cXj = (*env)->GetStringUTFChars(env, jflag, JNI_FALSE); printf("is value:%s\n", cflag); char newName[100] = "xiaojiu love "; char* cNewName = strcat(newName, cflag); // 将字符指针转换成java类型 jstring newStr = (*env)->NewStringUTF(env, cNewName); // 设置 (*env)->SetStaticObjectField(env, jclazz, jfid, newStr); } ``` ### 编写套路 C语言访问Java语言的字段与方法 , 只要理解了一种 , 其他的都是套路 , 根据步骤一步一步来就可以了 。 > 步骤一 、 得到`jclass` , 字节码对象 , 如果是`static native`修饰 , 则函数会以`jclass`类型传入 , 非静态则需要得到`jclass`类型 。 ```c // 得到jclass jclass jclazz = (*env)->GetObjectClass(env, jobj); ``` > 步骤二 、得到字段或方法ID , 区分静态字段与对象字段 , 静态字段或方法调用`(*env)->GetStaticFieldID`,`(*env)->GetMethodID`函数得到ID , 对象字段调用`(*env)->GetFieldID`,`(*env)->GetStaticMethodID`得到ID 。 可以得到一个套路 , 静态修饰的 , 则调用`static`标识的函数 , 非静态的则调用常规函数 。 ```c // 得到字段ID , 对象字段 jfieldID jfid = (*env)->GetFieldID(env, jclazz, "age", "I"); // 得到字段ID , 静态字段 jfieldID jfid = (*env)->GetStaticFieldID(env, jclazz, "flag", "Ljava/lang/String;"); ``` > 步骤三 、 取得字段的值或调用方法 , 需要注意的是, 得到字段的值与调用方法 , 都有类型的区分 。引用类型则使用`GetObjectField` , `CallStaticObjectMethod` , 其他类型 , 则有对于的jxxx类型对应 。套路简写:`Get<Type>Field` , `GetStatic<Type>Field` , `Call<Type>Method` , `CallStatic<Type>Method` 。 ```c // 得到字段的值 jstring jstr = (*env)->GetObjectField(env, jobj, jfID); // 得到字段值 jint jAge = (*env)->GetIntField(env, jobj, jfid); // 调用方法 jint jRandomNum = (*env)->CallIntMethod(env, jobj, jmtdId, 10); // 调用静态方法 jobject jUUIDStr = (*env)->CallStaticObjectMethod(env, jclazz, mtdid); ``` > 步骤四 、 类型转换 , 如果是Java引用类型 , 则需要进行类型转换 ``` // 将java字符串转换成字符指针 char* cflag = (*env)->GetStringUTFChars(env, jflag, JNI_FALSE); ``` ### 结语 真正的高手 , 不是乐而学得的 , 真正的学习 , 不是轻轻松松的 。高手 , 需要刻意练习 , 刻意练习不是重复相同的动作 , 而是跳出舒适区熟悉区域 , 刻意练习自己不熟悉感觉艰难的事情 。感谢[动脑学院 ](http://www.dongnaoedu.com/)。 ### 本文由老司机学院【[动脑学院](http://www.dongnaoedu.com/)】特约提供。 做一家受人尊敬的企业,做一位令人尊敬的老师 参考资料: [Java Native Interface 6.0 Specification](http://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/jni/spec/jniTOC.html)