摘錄、參考文件：

1.深入理解Android：卷1 作者：鄧凡平

上一章，講了關於JNI註冊的相關知識；

這一章講的內容比較多，主要是以下幾方面的內容：

1）java與JNI之間的資料型別轉換；

2）JNIEnv的介紹；

3）JNIEnv的使用，如何操作jobject；

4）jstring介紹。

1. 資料型別轉換

在Java中呼叫native函式傳遞的引數是java資料型別，那麼這些引數到了JNI層會變成什麼呢？

java資料型別分為基本資料型別和應用資料型別兩種，JNI層也是區別對待兩者的。先來看看基本資料型別的轉換。

1.基本資料型別轉換

上面列出了java的基本資料型別和jni層資料型別對應的轉換關係，非常簡單。不過，務必注意轉換成native型別後對應資料型別的字長。

2.應用資料型別的轉換

由上表可知：除了java中基本資料型別的陣列、Class、String和Throwable外，其餘所有java物件的資料型別在JNI中都用jobject表示。

可以看看processFile這個函式：

從上面這段程式碼中可以發現：

1）java中的String型別對應jni中的jstring型別；

2）java中的MediaScannerClient物件型別在JNI層對應jobject型別。

如果物件型別都用jobject表示，就好比是native層的void*型別一樣，對於我們來說，它們完全是透明的。既然是透明的，那麼我們如何來操作它們呢？在回答這個問題之前，我們在仔細看一下上面的android_media_MediaScanner_processFile函式，程式碼如下：

該如何操作jobject，使用JNIEnv。JNIEnv是下面將要說的重點。

2.JNIEnv介紹

JNIEnv是一個與執行緒相關的代表JNI環境的結構體。從上圖可知，JNIEnv實際上就是提供了一些JNI系統函式。通過這些函式可以：

1）呼叫java函式；

2）操作jobject物件做很多事情。

JNIEnv是一個與執行緒相關的物件。也就是說，執行緒A有一個JNIEnv，執行緒B也有一個JNIEnv。由於執行緒相關，所以不能線上程B中使用執行緒A的JNIEnv結構體。但是，JNIEnv不都是native函式轉換成jni函式後由虛擬機器傳進來的嗎？使用傳進來的這個JNIEnv總不會錯吧？是的，在這種情況下使用當然不會報錯。只是當後臺執行緒收到一個網路訊息，而又需要由native層函式主動回撥java層函式時，JNIEnv從何而來？根據前面的介紹可知，我們不能儲存另外一個執行緒的JNIEnv結構體，然後把它放到後臺執行緒中用。這該如何是好？

還記得上一篇文章介紹動態註冊JNI函式時的那個JNI_OnLoad函式嗎？它的第一個引數是JavaVM，它是虛擬機器在JNI層的代表，全程序只有一個JavaVM物件，不論程序中有多少個執行緒，JavaVM卻是獨此一份，所以可以儲存，並且在任何地方使用都沒有問題。

那麼，JavaVM和JNIEnv又有什麼關係呢？答案如下：

1）呼叫JavaVM的AttachCurrentThread函式，就可得到這個執行緒的JNIEnv結構體。這樣就可以在後臺執行緒中回撥java函數了；

2）另外，在後臺執行緒退出前，需要呼叫JavaVM的DetachCurrentThread函式來釋放對應的資源。

對於JNIEnv的介紹到此為止，下面我們來說說JNIEnv的使用。

3.通過JNIEnv操作jobject

上面說到過一個問題，即Java的應用型別除了少數的幾個外，最終在JNI層都會用jobject來表示物件的資料型別，那麼該如何操作這個jobject呢？

從另外一個角度解釋這個問題。一個java物件是由什麼組成的？當然是它的成員變數和成員函數了。那麼，操作jobject的本質就應當是操作這些物件的成員變數和成員函式。所以應先來看與成員變數及成員函式有關的內容。

1）jfieldID和jmethodID介紹

我們知道，成員變數和成員函式都是由類定義的，它們是類的屬性，所以在JNI規則中，用jfieldID和jmethodID來表示java類的成員變數和成員函式，可通過JNIEnv的下面兩個函式得到：

其中，jclass代表java類，name表示成員變數或成員函式的名字，sig為這個函式或變數的簽名信息。如上圖所示，成員變數和成員函式都是類的資訊，這兩個函式的第一個引數都是jclass。

我們來看看在MediaScanner中是怎麼使用它們的：

在上面的程式碼中，講scanFile和handleStringTag函式的jmethodID儲存為MyMediaScannerClient的成員變數。為什麼要儲存它們？這個問題涉及一個關於程式執行效率的知識點：

如果每次操作jobject前都去查詢jfieldID和jmethodID，那麼將會影響程式執行的效率，所以我們在初始化的時候可以取出這些ID並儲存起來以供後續使用。

取出jmethod之後，又該如何使用它？

2.使用jfieldID和jmethodID

再看一個例子：

明白了吧，通過JNIEnv輸出CallVoidMethod，再把jobject、jmethodID和對應的引數傳進去，JNI層就能夠呼叫java物件的函數了。

實際上JNIEnv輸出了一系列類似CallVoidMethod的函式，形式如下：

NativeType Call<type>Method(JNIEnv *env, jobject obj, jmethodID methodID, ...)

其中type對應java函式的返回值型別，例如CallIntMethod、CallVoidMethod等。

上面是針對非static函式的，如果想呼叫java中的static函式，則用JNIEnv提供的CallStatic<type>Method系列函式。

現在我們知道了如何通過JNIEnv操作jobject的成員函式，那麼如何通過JNIEnv操作jobject的成員變數呢？如下所示：

現在，我們已經瞭解了jfieldID和jmethodID的作用，也知道了如何通過JNIEnv的函式來操作jobject。雖然jobject是透明的，但有了JNIEnv的幫助，還是能輕鬆操作jobject背後的實際物件的。

4. jstring介紹

Java中的String也是應用型別，不過由於它的使用頻率較高，所以在JNI規範中單獨建立了一個jstring型別來表示java中的String型別。雖然jstring是一種獨立的資料型別，但它並沒有提供成員函式以便操作。而c++中的string類是有自己的成員函式的。那麼該怎麼操作jstring呢？還是得依靠JNIEnv提供幫助。這裡看幾個有關jstring的函式：

1）呼叫JNIEnv的NewString(JNIEnv *env, const jchar *unicodeChars, jsize len)，可以從native的字串得到一個jstring物件。其實，可以把一個jstring物件看成是java中String物件在JNI層的代表，也就是說，jstring就是一個java String。但是由於java String 儲存的是Unicode字串，所以NewString函式的引數也必須是Unicode字串。

2）呼叫JNIEnv的NewStringUTF函式，將根據native的一個UTF-8字串得到一個jstring物件，在實際工作中，這個函式用的最多。

3）上面兩個函式將本地字串轉換成了java的String物件，JNIEnv還提供了GetStringChars函式和GetStringUTFChars函式，它們可以將java的String物件轉換成本地字串。其中GetStringChars得到一個Unicode字串，而GetStringUTFChars得到一個UTF-8字串。

4）另外，如果在程式碼中呼叫了上面幾個函式，在做完相關工作後，就都需要呼叫ReleaseStringChars和ReleaseStringUTFChars函式來對應的釋放資源，否則會導致JVM洩露。這一點和jstring的內部實現有關，讀者寫程式碼時務必注意這個問題。

為了加深印象，來看processFile是怎麼做的。

文章到這裡就結束了。

在這裡，感謝深入理解Android的作者鄧凡平，謝謝他的貢獻。