JNI函數動態註冊

在 不使用IDE作一次JNI開發 一文中，咱們使用了"靜態註冊"的方法創建 Java 世界 native 方法和 Native 世界函數的一一對應關係。

"靜態註冊"方法確實幫咱們省了不少事情，可是也有相應的缺點

1. 首次調用 Java 的 native 方法，虛擬機會去搜尋對應的 Native 層的函數，這就有點影響執行效率了。若是搜索到了，就會創建映射關係，下次就不用再浪費時間去搜索了。
2. Native 層的函數名字太長，名字的格式爲 Java_包名_類名_方法名，例如 Java_com_bxll_jnidemo_Hello_helloFromJNI。
3. 太麻煩，影響工做效率(我的工做體驗)。

有"靜態註冊"，固然就有"動態註冊"，那麼相比較而言，有哪些優缺點呢

1. "動態註冊"須要咱們手動創建函數映射關係，雖然增長了代碼量，可是能夠提供運行效率。
2. "動態註冊"容許咱們自定義函數名字。
3. 相比於"靜態註冊"，工做效率高。

雖然"動態註冊"相比於"靜態註冊"有這麼多好處，可是須要必定的學習成本，可是這也是很是值得的，那麼咱們就開始吧。

加載動態庫

咱們知道，在 Java 層經過 System.loadLibrary() 方法能夠加載一個動態庫，此時虛擬機就會調用 JNI_OnLoad() 函數，函數原型以下

#include <jni.h>

jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved);
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參數介紹

• vm: JavaVM 指針，咱們在 鏈接Java世界的JavaVM和JNIEnv 一文中介紹過。
• reserved: 類型爲 void *，這個參數是爲了保留位置，以供未來使用。

返回值表明被動態庫須要的JNI版本，固然，若是虛擬機沒法識別這個返回的版本，那麼動態庫也加載不了。

目前已有的返回值有四個，分別爲 JNI_VERSION_1_1, JNI_VERSION_1_2, JNI_VERSION_1_4, JNI_VERSION_1_6。

若是動態庫沒有提供 JNI_OnLoad() 函數，虛擬機會假設動態庫只須要 JNI_VERSION_1_1 版本便可，然而這個版本太舊，不少新的函數都沒有，所以咱們最好在動態庫中提供這個函數，並返回比較新的版本，例如 JNI_VERSION_1_6。

註冊函數

JNI_OnLoad() 函數常常會用來作一些初始化操做，"動態註冊"就是在這裏進行的。

"動態註冊"能夠經過調用_JNIEnv結構體的 RegisterNatives() 函數

struct _JNIEnv {

    const struct JNINativeInterface* functions;

#if defined(__cplusplus)
    jint RegisterNatives(jclass clazz, const JNINativeMethod* methods, jint nMethods) { return functions->RegisterNatives(this, clazz, methods, nMethods); }
#endif /*__cplusplus*/
}
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實際使用的函數原型以下

jint RegisterNatives(JNIEnv *env, jclass clazz, const JNINativeMethod *methods, jint nMethods);
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參數解釋

1. env: JNIEnv指針，咱們在 鏈接Java世界的JavaVM和JNIEnv 一文中介紹過。
2. clazz: 表明 Java 的一個類。
3. methos: 表明結構體 JNINativeMethod 數組。JNINativeMethod結構體定了Java層的native方法和底層的函數的映射關係。
4. nMethods: 表明第三個參數methods所指向的數組的大小。

返回值

0表明成功，負值表明失敗。

第二個參數jcalss clazz如何獲取會在後面的例子中講解。

JNINativeMethod結構體

RegisterNatives() 函數最重要的部分就是 JNINativeMethod 這個結構體，咱們看下這個結構體聲明

typedef struct {
    const char* name;
    const char* signature;
    void*       fnPtr;
} JNINativeMethod;
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name表示Java的native方法的名字。

signature表示方法的簽名。

fnPtr是一個函數指針，指向JNI層的一個函數，也就是和Java層的native創建映射關係的函數。

那麼這個三個參數如何指定呢？我首先教你們一個偷懶的方法，咱們在不使用IDE作一次JNI開發使用javah命令生成過一個頭文件，函數原型以下

/* * Class: com_bxll_jnidemo_Hello * Method: helloFromJNI * Signature: ()Ljava/lang/String; */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_bxll_jnidemo_Hello_helloFromJNI (JNIEnv *, jclass);
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JNINativeMethod 結構體中的 name 的值就對應註釋的 method 的值，也就是 helloFromJNI。

JNINativeMethod 結構體中的 signature 的值就對應註釋的 Signature 的值，也就是 ()Ljava/lang/String;。

JNINativeMethod 結構體中的 fnPtr 指針要指向哪一個函數呢？咱們能夠實現一個函數，就使用這個原型，可是名字能夠本身定義，而且記得去掉JNIEXPORT和JNICALL。

實現動態註冊

有了前面的全部基礎，那麼咱們就能夠實現本身的動態註冊功能了。

首先帶有native方法的Java類以下

package com.bxll.jnidemo;

class Hello {
    native String helloFromJNI();
}
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而後咱們可使用javah命令生成頭文件來幫咱們準確無誤的實現動態註冊，生成的頭文件中函數原型以下

/* * Class: com_bxll_jnidemo_Hello * Method: helloFromJNI * Signature: ()Ljava/lang/String; */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_bxll_jnidemo_Hello_helloFromJNI (JNIEnv *, jclass);
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根據頭文件的註釋和函數原型，咱們就能夠實現以下的動態註冊

#include <jni.h>

static jstring native_helloFromJNI(JNIEnv *env, jobject thiz) {
    const char *hello = "Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(hello);
}


const JNINativeMethod methods[] = {
        {"helloFromJNI", "()Ljava/lang/String;", (void *) native_helloFromJNI}
};

jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved) {
    int jniVersion = -1;
    JNIEnv *env = NULL;
    if (vm->GetEnv((void **) &env, JNI_VERSION_1_6) == JNI_OK) {
        // 找到com.bxll.jnidemo.Hello類，只不過參數須要把點號替換爲下劃線
        jclass clazz_hello = env->FindClass("com_bxll_jnidemo_Hello");
        if (env->RegisterNatives(clazz_hello, methods,
                                 sizeof(methods) / sizeof(methods[0])) == JNI_OK) {
            jniVersion = JNI_VERSION_1_6;
        }
    }

    return jniVersion;
}
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必需要引入頭文件 jni.h，這個頭文件是JNI所必須的。

提高工做效率

我是一個Android開發者，在項目中常常會遇到在底層開發一個功能，而後須要經過JNI向上層提供接口，這個時候就須要快速的定義Java的native函數，以及實現"動態註冊"，若是每次都須要使用頭文件來支持"動態註冊"，那麼開發效率着實的低下。那麼咱們怎麼才能快速的寫出"動態註冊"所須要的一切東西呢？那就須要對JNI類型以及簽名很是熟悉，我會在下一篇文章中進行講解，而且讓你們看到如何最快的速度實現"動態註冊"所須要的一切。

總結

"動態註冊"功能仍是比較簡單的，只須要搞清楚JNI_OnLoad()和RegisterNatives()函數的使用就行。至於具體的細節，還須要你們跟着例子仔細體會。