JNI 的学习（二）对于 JNI 数据类型、方法名和方法签名的一些认识

　　我们知道，利用 javah 生成的 c/c++ 头文件的时候，会对 java 中定义的 native 函数生成对应的jni层函数，如下：

 1 #ifndef _Included_com_clay_example_JNITest
 2 #define _Included_com_clay_example_JNITest
 3 #ifdef __cplusplus
 4 extern "C" {
 5 #endif
 6 /*
 7  * Class:     com_clay_example_JNITest
 8  * Method:    getJNIString
 9  * Signature: ()Ljava/lang/String;
10  */
11 JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_clay_example_JNITest_getJNIString
12   (JNIEnv *, jobject);

　　我们可以看到方法名是以 Java_com_clay_example_JNITest_ 等开头的，还有什么所谓的 Signature，那这些其实都是什么意思呢，今天我们就来简单地认识一下。

一、JNI 数据类型

　　我们知道 Java 的数据类型是跟 C/C++ 的数据类型是不一样的，而 JNI 是处于 Java 和 Native 本地库（大部分是用 C/C++ 写的）中间的一层，JNI 对于两种不同的数据类型之间必须做一种转换，所以在 JNI 跟 Java 之间就会有数据类型的对应关系。

　　在 JNI 中，提供了以下各种数据类型，可以分为原生类型和引用类型：

　　对于原生类型有：jchar, jbyte, jshort, jint, jlong, jfloat, jdouble, jboolean，其与 java 端的数据类型对应如下表：

　　jni.h 文件中对于数据类型的定义如下：

 1 /* Primitive types that match up with Java equivalents. */
 2 typedef uint8_t  jboolean; /* unsigned 8 bits */
 3 typedef int8_t   jbyte;    /* signed 8 bits */
 4 typedef uint16_t jchar;    /* unsigned 16 bits */
 5 typedef int16_t  jshort;   /* signed 16 bits */
 6 typedef int32_t  jint;     /* signed 32 bits */
 7 typedef int64_t  jlong;    /* signed 64 bits */
 8 typedef float    jfloat;   /* 32-bit IEEE 754 */
 9 typedef double   jdouble;  /* 64-bit IEEE 754 */
10 
11 /* "cardinal indices and sizes" */
12 typedef jint     jsize;

　　在这里可以看到具体的数据类型，对于 jint 又重新 typedef 了一下，所以在 jni 中看到 jsize 就是看到了 jint

　　Java 中与 JNI 中的数据类型的对应关系如下：

Java	JNI
boolean	jboolean
byte	jbyte
char	jchar
short	jshort
int	jint
long	jlong
float	jfloat
double	jdouble

　　对于引用类型有 jobject、jclass、jstring、jarray、jthrowable；我们看下 jni.h 中的定义：

　　针对于 C/C ++ 类型的引用：一次列举出来

 1 #ifdef __cplusplus
 2 /*
 3  * Reference types, in C++
 4  */
 5 class _jobject {};
 6 class _jclass : public _jobject {};
 7 class _jstring : public _jobject {};
 8 class _jarray : public _jobject {};
 9 class _jobjectArray : public _jarray {};
10 class _jbooleanArray : public _jarray {};
11 class _jbyteArray : public _jarray {};
12 class _jcharArray : public _jarray {};
13 class _jshortArray : public _jarray {};
14 class _jintArray : public _jarray {};
15 class _jlongArray : public _jarray {};
16 class _jfloatArray : public _jarray {};
17 class _jdoubleArray : public _jarray {};
18 class _jthrowable : public _jobject {};
19 
20 typedef _jobject*       jobject;
21 typedef _jclass*        jclass;
22 typedef _jstring*       jstring;
23 typedef _jarray*        jarray;
24 typedef _jobjectArray*  jobjectArray;
25 typedef _jbooleanArray* jbooleanArray;
26 typedef _jbyteArray*    jbyteArray;
27 typedef _jcharArray*    jcharArray;
28 typedef _jshortArray*   jshortArray;
29 typedef _jintArray*     jintArray;
30 typedef _jlongArray*    jlongArray;
31 typedef _jfloatArray*   jfloatArray;
32 typedef _jdoubleArray*  jdoubleArray;
33 typedef _jthrowable*    jthrowable;
34 typedef _jobject*       jweak;
35 
36 
37 #else /* not __cplusplus */
38 
39 /*
40  * Reference types, in C.
41  */
42 typedef void*           jobject;
43 typedef jobject         jclass;
44 typedef jobject         jstring;
45 typedef jobject         jarray;
46 typedef jarray          jobjectArray;
47 typedef jarray          jbooleanArray;
48 typedef jarray          jbyteArray;
49 typedef jarray          jcharArray;
50 typedef jarray          jshortArray;
51 typedef jarray          jintArray;
52 typedef jarray          jlongArray;
53 typedef jarray          jfloatArray;
54 typedef jarray          jdoubleArray;
55 typedef jobject         jthrowable;
56 typedef jobject         jweak;
57 
58 #endif /* not __cplusplus */

　　从这里可以很清晰的看出 C 或 C ++ 中引用类型的差异，知道了不同的数据类型的转换关系，我们就知道在什么情况下，应该对数据进行怎么样的处理。

　　这个不强求硬记，无论是学习还是工作，手中的事情总是繁杂的，用的多自然就记住了，用的少自然记的不太牢靠，我们只需掌握方法，记不记得住都无所谓，记得住更好，记不住现查也是很快（不过也不难记，就 5 中类型，其余的都是 array 的转换）

　　我这里有张别人画的图，我这里就直接引用一下：

　　还是非常清晰的展示了其中之间的关系的。

二、JNI 命令规则

　　对于传统的 JNI 编程来说，JNI 方法跟 Java 类方法的名称之间有一定的对应关系，要遵循一定的命名规则，如下：

　　（1）、前缀：Java_

　　（2）、类的全限定名，用下划线进行分隔（_）：com_clay_example_JNITest_

　　（3）、方法名：getJNIString()

　　（4）、Jni 函数指定的第一个参数：JNIEnv*

　　（5）、Jni 函数指定的第二个参数 jobject （八大基本数据类型，jobject、jclass、jstring、jarray、jthrowable 及衍生 array 类型）

　　（6）、实际 Java 参数：jstring、jint.....

　　（7）、返回值的参数： jstring、jint......

　　所以对于在 Java 类 com.clay.example.JNITest 中的一个方法：

1 public native String getJNIString();

　　其对应的 Jni 层的方法如下：

1 JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_clay_example_JNITest_getJNIString
2 (JNIEnv* env, jobject obj)

　　如果不这样命名，当把动态库加载进 DVM 的时候，通过 JNIEnv * 指针去查找 Java Native 方法对应的 JNI 方法的时候，就会找不到了。注意，我们也可以利用函数注册的方法，将 Java 层的方法名跟 JNI 层的方法名的对应关系保存起来，注册到 DVM 中，就不需要这样的命名规范了。

三、JNI 方法签名

　　为什么会有方法签名这种东西呢？这是因为 Java 这边支持函数重载，即虽然参数不一样，但是方法名一样，那么在 JNI 层它们的方法名都会是一样的，那 JNI 也会犯迷糊了，得找哪个呢？

　　不过也正是因为其参数类型是不一样的，所以就出现了方法签名，利用方法签名和方法名来唯一确定一个 JNI 函数的调用。

　　既然方法签名是基于参数类型的不同而形成的，首先要知道 Java 各数据类型对应的签名是什么，也就是所谓的类型签名，

　　在 jni.h 文件中就已经定义了这样一套规则，如下：

 1 typedef union jvalue {
 2     jboolean    z;
 3     jbyte       b;
 4     jchar       c;
 5     jshort      s;
 6     jint        i;
 7     jlong       j;
 8     jfloat      f;
 9     jdouble     d;
10     jobject     l;
11 } jvalue;

　　对应于 Java 端的数据类型，我们也可以看一下下面的表：

Java 类型	类型签名
boolean	Z
byte	B
char	C
short	S
int	I
long	L
float	F
double	D
类	L全限定名；比如 String，其签名为 Ljava/lang/util/String;
数组	[类型签名，比如[B

　　对于上面的类，要注意其后面还有一个分号。

　　而对一个方法，其签名就是其参数类型签名和返回值类型签名的字符串，其形式如下：

　　　　（类型签名1类型签名2...）返回值类型签名

　　每个类型签名之间是没有空格的，下面看看两个例子：

　　方法1：

1 public native String getJNIString(String tail, int index);

　　其对应的签名如下：

1 (Ljava/lang/String;I)Ljava/lang/String

　　方法2：

1 public int addValue(int index, String value,int[] arr)

　　其对应的签名如下：

1 (ILjava/lang/String;[I)I

　　相信通过这两个例子，大家也能够了解了方法签名是什么样的形式了吧，对于JNI这些奇形怪状的表示形式也有一定的了解了。

　　（参数类型签名）返回类型签名
　　(Ljava/lang/String;I)Ljava/lang/String ------ 方法参数为 String 类型与 int 类型，返回类型 String

　　long fun(int n, String str, int[] arr); 其方法签名为 (ILjava/lang/String;[I)L 括号里的内容分成三部分，之间没有空格，即 ”I”, ”Ljava/lang/String;” 和 ”[I” ，分别代表 int, String, int[]。括号后面是返回值类型签名，L 代表 long 型。