JNI数组传递与异常处理

原文：http://blog.csdn.net/chenjin_zhong/article/details/5872566

JNI通过JNIEnv提供的操作Java数组的功能。它提供了两个函数：一个是操作java的简单型数组的，另一个是操作对象类型数组的。

因为速度的原因，简单类型的数组作为指向本地类型的指针暴露给本地代码。因此，它们能作为常规的数组存取。这个指针是指向实际的Java数组或者Java数组的拷贝的指针。另外，数组的布置保证匹配本地类型。

为了存取Java简单类型的数组，你就要要使用GetXXXArrayElements函数（见表A），XXX代表了数组的类型。这个函数把Java数组看成参数，返回一个指向对应的本地类型的数组的指针。

表A

函数 Java 数组类型 本地类型
GetBooleanArrayElements jbooleanArray jboolean
GetByteArrayElements jbyteArray jbyte
GetCharArrayElements jcharArray jchar
GetShortArrayElements jshortArray jshort
GetIntArrayElements jintArray jint
GetLongArrayElements jlongArray jlong
GetFloatArrayElements jfloatArray jfloat
GetDoubleArrayElements jdoubleArray jdouble

JNI数组存取函数

当你对数组的存取完成后，要确保调用相应的Relea***XXArrayElements函数，参数是对应Java数组和GetXXXArrayElements返回的指针。如果必要的话，这个释放函数会复制你做的任何变化（这样它们就反射到java数组），然后释放所有相关的资源。

为了使用java对象的数组，你必须使用GetObjectArrayElement函数和SetObjectArrayElement函数，分别去get，set数组的元素。GetArrayLength函数会返回数组的长度。

下面通过一个实际的例子,演示一下在JAVA中传递基本类型的数组与对象类型的数组，然后在C++中进行相应的处理。

数组传递: 

  1. package com.cjz.ibm;

  3. public class CopyArray {
  4.  static int totalsum = 0;
  5.  static int a[] = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
  6.  static String str[] = new String[] { "we", "are", "friends" };
  7.  static {

  9.   System.loadLibrary("CopyArray");

  11.  }

  13.  private native int sum(int[] num);

  15.  private native int sum(String[] str);

  17.  public static void main(String[] args) {

  19.   CopyArray cp = new CopyArray();

  21.   cp.sum(a);
  22.   cp.sum(str);

  24.  }

  26. }

在这个简单的java程序中，我们定义了两种类型的数组，一种是整形数组，属于基本数据类型的数组，另一种是字符串类型的数组，属于对象数组。然后把这两种类型数组分别作为参数传递到本地方法sum中去。其中sum函数具有相同的函数名和返回值类型，区别它们的是参数类型，这样，就涉及到方法签名的问题，方法签名是参数的类型+方法的返回值类型。可知，它们的方法签名是不相同的，所以为两个不同的方法。

经过编译，生成C++的头文件，这个过程可以参考http://blog.csdn.net/chenjin_zhong/archive/2010/09/08/5870305.aspx  

  1. #include <iostream.h>
  2. #include <string.h>
  3. #include "com_cjz_ibm_CopyArray.h"
  4. JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_cjz_ibm_CopyArray_sum___3I
  5. (JNIEnv* env, jobject obj, jintArray array1){
  6. //传入的参数是整形数组

  8. jint* arr;//定义一个整形指针
  9. int sum=0;
  10. //对于整形数组的处理，主要有GetIntArrayElements与GetIntArrayRegion
  11. //第一种方法
  12. arr=env->GetIntArrayElements(array1,NULL);//得到一个指向原始数据类型内容的指针
  13. jint length=env->GetArrayLength(array1);//得到数组的长度

  15. int i=0;
  16. for(i=0;i<length;i++){

  18.  cout<<"arr["<<i<<"]="<<arr[i]<<endl;
  19.  sum+=arr[i];
  20. }


  23. //第二种方法
  24. jint buf[]={0,0,0,0,0};//定义一个jint类型的buffer把原始的数组copy到这个buf中去
  25. env->GetIntArrayRegion(array1,0,length,buf);

  27. for(i=0;i<length;i++){

  29.  cout<<"buf["<<i<<"]="<<buf[i]<<endl;
  30.  sum+=buf[i];
  31. }


  34. //返回一个jint类型的数组

  36. //可以先往一个数组中输入值，然后把这个数组copy到jintArray中
  37. jintArray iarr =env->NewIntArray(length);//新建一个jintArray
  38. env->SetIntArrayRegion(iarr, 0, length, buf);//将buf中的值复制到jintArray中去，数组copy

  40. //打印新的数组值
  41. jint* arr2;
  42. arr2=env->GetIntArrayElements(iarr,NULL);
  43. for(i=0;i<env->GetArrayLength(iarr);i++){

  45.    cout<<"arr2["<<i<<"]="<<arr2[i]<<endl;

  47. }



  51. return sum;


  54. }

  56. JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_cjz_ibm_CopyArray_sum___3Ljava_lang_String_2
  57. (JNIEnv* env, jobject obj, jobjectArray array2){
  58. //在java中，String[]类型是对象，所以对应C++中的数组为jobjectArray

  60. //把jobjectArray数组中的值取出来

  62.  int size=env->GetArrayLength(array2);//得到数组的长度值
  63.  int i=0;
  64.  cout<<"输出原始的数组值:"<<endl;
  65.  for(i=0;i<size;i++){
  66.  jstring obja=(jstring)env->GetObjectArrayElement(array2,i);
  67.  const char* chars=env->GetStringUTFChars(obja,NULL);//将jstring类型转换成char类型输出
  68.  cout<<chars<<endl;

  70.  }

  72. //复制数组到新的数组中

  74. cout<<"复制之后的数组为:"<<endl;

  76. jclass objClass = env->FindClass("java/lang/String");//定义数组中元素类型

  78. jobjectArray texts= env->NewObjectArray(size, objClass, 0);//创建一个数组类型为String类型

  80.    jstring jstr;

  82.        for(i=0;i<size;i++)

  84.         {
  85.         
  86.          jstr=(jstring)env->GetObjectArrayElement(array2,i);//把array2中的元素取出来

  88.           env->SetObjectArrayElement(texts, i, jstr);//放入到texts数组中去，必须放入jstring

  90.        }

  92.  for(i=0;i<size;i++){

  94.  jstring str1=(jstring)env->GetObjectArrayElement(texts,i);//打印出新复制的数组值
  95.  const char* chars1=env->GetStringUTFChars(str1,NULL);
  96.  cout<<chars1<<endl;

  98.  }
  99.      
  100. return 0;

  102. }

 

在C++代码中，int类型的数组对应JNI中的jintArray，而字符串类型的数组对应jobjectArray.

首先分析一下代码：

GetIntArrayElements(<ArrayType>array,jboolean *isCopy):第一个参数传递的是数组名，第二个参数传递的是否返回一个复制的数组。返回值：返回一个指向数组的指针。

GetIntArrayRegion(<ArrayType>array,jsize start,jsize len,<NativeType> *buf)

array:a reference to an array whose elements are to be copied.

start:the starting index of the array elements to be copied.

len: the number of elements to be copied.

buf: the destination buffer.

功能：把jintArray中的元素复制到buffer中。

SetIntArrayRegion(<ArrayType>array,jsize start,jsize len,<NativeType>*buf)

array:a reference to a primitive array to which the elements to be copied.

start:the starting index in the primitive array.

len:the number of elements to be copied.

buf:the source buffer.

功能:把buf中的元素copy到jintArray中去。

可见,SetIntArrayRegion与GetIntArrayRegion是设置jintArray数组与取出jintArray数组中的值。

NewIntArray(jsize length)

length:the number of elements in the array to be created.

功能：构造一个数组对象

返回值：返回一个jintArray类型。

GetArrayLength(<ArrayType>array)

返回值:返回jintArray的长度。

由于在C++中,jintArray不能用下标直接存取,所以用到JNI中提供的接口函数进行操作。

GetObjectArrayElement(jobjectArray array,jsize index)

array: a reference to the java.lang.Object array from which the element will be accessed.

index: the array index

功能:返回对应索引值的object.返回的是一个数组元素的值。

SetObjectArrayElement(jobjectArray array,jsize index,jobject value)

array: a reference to an array whose element will be accessed.

index: index of the array element to be accessed.

value: the new value of the array element.

功能:用来设置对应索引元素的值。

因此，对于基本类型的数组，我们可以用Get<Type>ArrayElements和Get<Type>ArrayRegion来操作。

而Set<Type>ArrayRegion传递一个预先设置好的buf来返回一个j<Type>Array.而对于jobjectArray,可以用SetObjectArrayElement与GetObjectArrayElement来设置元素的值与返回元素的值。

对于数组的操作就介绍到这了。

异常处理:

下面看一个简单的例子:

  1. package com.ibm.cjz;

  3. public class Exception1 {

  5.  private native void doit();

  7.  private void callback() {

  9.   int a[] = new int[3];
  10.   System.out.println(a[5]);// 数组越界,在C++中会发生异常,然后C++中把这个异常传递给java

  12.  }

  14.  public static void main(String[] args) {

  16.   try {
  17.    Exception1 ex = new Exception1();

  19.    ex.doit();
  20.   } catch (Exception ex) {

  22.    System.out.println(ex);

  24.   }

  26.  }

  28.  static {

  30.   System.loadLibrary("Exception");

  32.  }
  33. }

 

在这个JAVA代码中,定义了一个整形数组，然后在callback()方法中调用这个数组，可以看到数组越界了，下面演示在C++中如何捕获这个异常。

  1. #include "com_ibm_cjz_Exception1.h"
  2. #include <iostream.h>
  3. #include <string.h>
  4. JNIEXPORT void JNICALL Java_com_ibm_cjz_Exception1_doit
  5. (JNIEnv* env, jobject obj){

  7. jclass cls=env->GetObjectClass(obj);
  8. jmethodID mid=env->GetMethodID(cls,"callback","()V");
  9. env->CallVoidMethod(obj,mid);
  10. //调用callback方法，获取异常信息

  12. jthrowable excp=0;
  13. const char* str;
  14. excp=env->ExceptionOccurred();//得到异常对象
  15. if(excp){

  17.     jclass cls=env->GetObjectClass(excp);
  18.     //env->ExceptionClear();
  19.     //env->ExceptionDescribe();
  20.     jmethodID mid=env->GetMethodID(cls,"toString","()Ljava/lang/String;");//调用String中的toString方法
  21.     jstring msg=(jstring)env->CallObjectMethod(excp,mid);
  22.     str=env->GetStringUTFChars(msg,NULL);
  23.     cout<<"In C:"<<str<<endl;
  24.     env->ExceptionClear();//把这个异常清除掉，使之不能传递到java
  25. }
  26. jclass errclass;
  27. errclass=env->FindClass("java/lang/ArrayIndexOutOfBound***ception");
  28. env->ThrowNew(errclass, "thrown from C++ code");//向java中抛出异常

  30. }

  32. jthrowable ExceptionOccurred(JNIEnv *env);


返回值:返回一个异常对象。

void ExceptionClear(JNIEnv *env);

功能:清除该异常对象，只在本线程中传递。

jint ThrowNew(JNIEnv *env, jclass clazz,
const char *message);

功能：抛出一个指定的异常对象和异常信息。

打印结果:

In C:java.lang.ArrayIndexOutOfBound***ception: 5
java.lang.ArrayIndexOutOfBound***ception: thrown from C++ code

第一行是C++中打印的信息,第二行是从C++中抛出的异常。

如果把 env->ExceptionClear();//把这个异常清除掉，使之不能传递到java

jclass errclass;
errclass=env->FindClass("java/lang/ArrayIndexOutOfBound***ception");
env->ThrowNew(errclass, "thrown from C++ code");//向java中抛出异常

都注释掉，也会向JAVA中抛出异常。这时就没有清除掉异常了。

总之,数组的传递与异常在处理在JNI中非常的重要，在这里只是简单的介绍一下，欢迎大家共同学习。

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