在使用JNI的时候，你问的最多的问题莫过于 Java的数据类型和C/C++的数据类型怎么一对一映射。在我们的HelloWord例子当中，我们并没有传入任何参数给我们的java层print方法，native方法也并没有返回任何数据而是void，本地方法只是简单的打印一个字符串，然后就返回了。实际开发中我们都需要传入参数，返回参数，本章就会讨论如何从java层向底层传数据，以及如何从底层向java层返回数据。我们从基本数据类型 字符串 数组开始， 下一章再介绍如何传任意类型的数据，以及如何访问他们的数据和方法。
我们来看一个不同于HelloWord的例子Prompt.java ：等待用户输入，再把输入的字符串返回，源代码如下：
class Prompt {
// native method that prints a prompt and reads a line
private native String getLine(String prompt);//本地方法声明
public static void main(String args[]) {
Prompt p = new Prompt();
String input = p.getLine("Type a line: ");//getLine方法返回用户输入的字符串
System.out.println("User typed: " + input);
}
static {
System.loadLibrary("Prompt");//加载动态库
}
}JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_getLine(JNIEnv *env, jobject this, jstring prompt);JNIEXPORT 和JNICALL是定义在jni.h中的宏，能够保证这个方法能在不同平台上能够被导出， 并且生成的代码满足调用约定，在windows平台上麻烦一些，当然针对生成动态库而言，建议你去看一看这两个宏的定义。
*env 指向了一个函数表（JNI API），我们要和虚拟机交互，都需要调用JNI API才能完成， 并且env是一个二级指针
参数jobject this 有时候会不一样，如果你的native方法声明为static 则这个参数就代表Promt这个类，否则代表这个类的对象this
Java数据类型包括原生数据类型和引用数据类型：
原生数据类型int float double char 等
引用数据类型就是对象 String Array
JNI将这两类数据类型区别开来，原生数据类型-> C数据类型的映射是很直白的，很好理解，例如 int -> jint float-> jfloat
JNI将一个对象当做一个”不透明引用“ 传给底层方法 ，这个不透明引用其实是一个指针，指向虚拟机中的某个数据结构，这个数据结构对开发人员来说是不透明的。也就是说，这个数据结构的定义，你看不到，你只能通过一些JNI提供的API来和他们进行交互， 这就需要JNIEnv这个函数表了。举个例子java.lang.String 对应的JNI类型为jstring，jstring引用的字符串和我们的C代码是不相关的，明白了吗？我再解释一下：你可以把jstring想象成一个访问java.lang.String 对象的一个id，我们通过这个id能够访问到这个字符串，但是单从这个id来看，我们不知道这个字符串是什么，必须通过JNIEnv的函数才能访问到这个字符串。例如一些方法：GetStringUTFChars()
jobject 类型有一些子类型 比如 jstring(java String) jobjectArray （java对象数组）, 其实这个java层是一个道理，这里简单提一下。
下面看一下如何访问字符串：
这个方法接受一个字符串参数jstring 然后返回一个jstring , jstring 和 char*还是有区别的，所以你不能把他们混淆使用，下面的代码执行会出错
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_Prompt_getLine(JNIEnv *env, jobject obj, jstring prompt)
{
/* ERROR: incorrect use of jstring as a char* pointer */
printf("%s", prompt);//直接把jstring当成char*来使用是错误的
...
}jstring转成char* ：
JNI支持Unicode UTF-8 和char* 之间来回转换的函数。Unicode是2个字节，UTF-8最高达到7个字节
GetStringUTFChars方法能够将Unicode串转换成UTF-8编码的C串，如果你确定你传入的是7bit的ASCII串，那么printf会正确输出，后面讲解怎么输出非ASCII串
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_Prompt_getLine(JNIEnv *env, jobject obj, jstring prompt)
{
char buf[128];
const jbyte *str;
str = (*env)->GetStringUTFChars(env, prompt, NULL);
if (str == NULL) {
return NULL; /* OutOfMemoryError already thrown */
}
printf("%s", str);
(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, prompt, str);
/* We assume here that the user does not type more than
* 127 characters */
scanf("%s", buf);
return (*env)->NewStringUTF(env, buf);
}千万不要忘记检查GetStringUTFChars 的返回值，如果返回NULL，则表明虚拟机分配内存失败，会抛出OutOfMemory异常。从本地方法中抛出异常和java层抛异常还是有很大区别的，java层抛异常会改变代码执行路径，发生异常的代码处后面的语句不会执行，但是在本地方法中，我们需要手动return，返回后异常才会抛出，本地方法并不会因为异常发生而改变执行路径。暂时先有个概念，后面章节会介绍。
别忘记调用ReleaseStringUTFChars，因为GetStringUTFChars 返回的指针是申请来的内存，保存我们的char*串，如果你不调用这个方法，就会产生内存泄漏。
Tip： 如果JNI方法返回的是指针，你就要考虑，是否有对应的方法来释放这个指针的内存，这或许是个好习惯。
new一个字符串：
你可以使用NewStringUTF方法来new一个java字符串，如果返回NULL说明没内存，会抛OutOfMemory异常，同上。如果成功则返回一个jstring类型的数据
你不需要担心jstring的释放问题，因为这是一个java层的String，释放的工作交给虚拟机GC吧。
其他JNI字符串函数：
GetStringChars 和 ReleaseStringChars 返回Unicode编码的C字符串，注意，是C串类型是UTF-8还是Unicode编码。
GetStringChars 有个参数isCopy ，如果设置成JNI_TRUE 那么会返回一份拷贝 JNI_FALSE的话就直接指向原始内存地址。当设置成JNI_FALSE时，你最好别去修改内存中的内容，这违背了java.lang.String 的设计原则：不能修改字符串。一般我们都传NULL，即拷贝字符串，如果传JNI_TRUE，也需要调用ReleaseStringChars，这就和GC相关了。
为了能够直接返回java层String的char*而不拷贝，java2 sdk release1.2引入了一对新的JNI API： Get/ReleaseStringCritical，表面看来和Get/ReleaseStringChars 很像，但是实际上它的使用限制还是很多的。你可以把get release之间的代码当成一个critical reigion，特殊的区域，在这个区域里，你不许再调用JNI函数，或者能够引起当前线程阻塞的函数，比如等待IO，这个限制使得虚拟机在这个区域里禁止垃圾回收机制，也就是说，当你拿到了一个指向java层string的native char* 时，垃圾回收不会运行，会被阻塞。
native code 在这个区域不能调用block阻塞函数，也不能new java对象，否则虚拟机可能就会死锁。考虑如下情形：另一个线程触发了垃圾回收，不能向下执行(直到当前线程不阻塞，并且跳出Get/ReleaseStringCritical之间的区域启动垃圾回收), 也就是说垃圾回收被阻塞了，与此同时，当前线程因为阻塞也不能向下执行了，且垃圾回收线程也被阻塞了，它需要等待另一个线程释放锁，且这个线程也等待执行垃圾回收，这样可能就会造成死锁。
但是你可以在这个特殊区域调用Get/ReleaseStringCritical， overlap，嵌套调用，比如如下代码片段：
jchar *s1, *s2;
s1 = (*env)->GetStringCritical(env, jstr1);
if (s1 == NULL) {
... /* error handling */
}
s2 = (*env)->GetStringCritical(env, jstr2);
if (s2 == NULL) {
(*env)->ReleaseStringCritical(env, jstr1, s1);
... /* error handling */
}
... /* use s1 and s2 */
(*env)->ReleaseStringCritical(env, jstr1, s1);
(*env)->ReleaseStringCritical(env, jstr2, s2);可以被允许在这个特殊区域调用的函数有Get/ReleaseStringCritical 和Get/ReleasePrimitiveArrayCritical ，JNI不支持GetStringUTFCritical 和 ReleaseStringUTFCritical
Java 2 SDK release 1.2其他的函数GetStringRegion 和 GetStringUTFRegion ，这些函数会接受一个预分配的buffer作为参数，我们的getLine也可以这样实现：
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_getLine(JNIEnv *env, jobject obj, jstring prompt)
{
/* assume the prompt string and user input has less than 128 characters */
char outbuf[128], inbuf[128];
int len = (*env)->GetStringLength(env, prompt);
(*env)->GetStringUTFRegion(env, prompt, 0, len, outbuf);
printf("%s", outbuf);
scanf("%s", inbuf);
return (*env)->NewStringUTF(env, inbuf);
}GetStringUTFRegion 可能会抛出StringIndexOutOfBoundsException ， 如果你不检查越界情况的话， 当然我们的例子没有检查 len<=128，自己加上吧
GetStringUTFRegion比GetStringUTFChars 要简单很多，因为GetStringUTFRegion并不会分配内存，我们也不用检查out-of-memory。
JNI 有关字符串的函数概要：
这么多函数，我们如何选择呢？
也就是说：如果你的目标版本是1.1或者同时1.1,1.2，你别无选择，只有Get/ReleaseStringChars and Get/ReleaseStringUTFChars
如果你的目标版本是1.2或1.2以上，并且你希望copy字符串到你预分配的数组里，请用GetStringRegion or GetStringUTFRegion.对于固定长度的或者比较短小的字符串，这两个函数是再合适不过的了，他们的优势是他们不需要分配内存，也就不会导致out-of-memory异常，访问子串使用本方法也是合适的选择。
GetStringCritical的使用就得小心了，你不能在特殊区域内阻塞，或者调用除了上面提到的方法外的任何JNI函数，否则，就会导致系统死锁。我们用一个例子演示一下：
/* This is not safe! */
const char *c_str = (*env)->GetStringCritical(env, j_str, 0);
if (c_str == NULL) {
... /* error handling */
}
fprintf(fd, "%s\n", c_str);
(*env)->ReleaseStringCritical(env, j_str, c_str);下面的代码片段是安全的：
/* This code segment is OK. */
const char *c_str = (*env)->GetStringCritical(env, j_str, 0);
if (c_str == NULL) {
... /* error handling */
}
DrawString(c_str);
(*env)->ReleaseStringCritical(env, j_str, c_str);DrawString 是一个系统调用，不会阻塞，直接向屏幕输出字符串
总之，在使用Get/ReleaseStringCritical的时候你一定要格外的小心，确保这个特殊区域的代码永远不会阻塞。(少做调用即可，除非你确定，你的调用一定不阻塞)
以上就是关于JNI操作字符串的一切，下面我们讨论下一个主题，访问数组
JNI对于原生数据类型的数组，和引用类型的数组的对待方式是不一样的，原生数据类型的数组包含原生类型的数据，例如int boolean， 引用类型的数组包含引用类型的数据，比如对象的实例和其他的数组(二维数组) 例如 如下java代码片段：
int[] iarr;
float[] farr;//原生数组
Object[] oarr;//引用数组
int[][] arr2;//二维数组通过JNI访问数组类似于通过JNI操作字符串，看个例子，数组求和：
class IntArray {
private native int sumArray(int[] arr);//本地方法
public static void main(String[] args) {
IntArray p = new IntArray();
int arr[] = new int[10];
for (int i = 0; i < 10; i++) {
arr[i] = i;
}
int sum = p.sumArray(arr);//调用本地方法
System.out.println("sum = " + sum);
}
static {
System.loadLibrary("IntArray");
}
}如下代码是错误的使用方式：
/* This program is illegal! */
JNIEXPORT jint JNICALL
Java_IntArray_sumArray(JNIEnv *env, jobject obj, jintArray arr)
{
int i, sum = 0;
for (i = 0; i < 10; i++) {
sum += arr[i];
}
}jintArray 是jarray的子类型，我们不能通过这种方式来访问一个数组，JNI访问数组有专门的JNI函数，你应该这么做：
JNIEXPORT jint JNICALL
Java_IntArray_sumArray(JNIEnv *env, jobject obj, jintArray arr)
{
jint buf[10];
jint i, sum = 0;
(*env)->GetIntArrayRegion(env, arr, 0, 10, buf);//拷贝到一个jint buffer里进行操作
for (i = 0; i < 10; i++) {
sum += buf[i];
}
return sum;
}下面介绍如何访问原生数据类型数组的方法：
上个例子，我们用GetIntArrayRegion 将数据拷贝到一个C buffer里， 10是数组的长度，因为我们知道数组的长度是10，所以不会越界。JNI支持SetIntArrayRegion函数，来操作改变Int型数组中的某些数据，其他类型 float boolean 也支持，SetFloatArrayRegion.
JNI支持一族函数Get/Release<Type>ArrayElements， 重写上面的例子：
JNIEXPORT jint JNICALL
Java_IntArray_sumArray(JNIEnv *env, jobject obj, jintArray arr)
{
jint *carr;
jint i, sum = 0;
carr = (*env)->GetIntArrayElements(env, arr, NULL);
if (carr == NULL) {
return 0; /* exception occurred */
}
for (i=0; i<10; i++) {
sum += carr[i];
}
(*env)->ReleaseIntArrayElements(env, arr, carr, 0);
return sum;
}GetArrayLength 函数用于获取数组的长度，Java 2 SDK release 1.2以后引入了Get/ReleasePrimitiveArrayCritical， 用法同字符串一样，你需要格外小心，别在这个特殊区域内做阻塞的动作，也别调用不允许调用的函数。
JNI操作数组的函数：
我们如何选择这些函数呢？
如果你需要拷贝数组到一个预分配的buffer Get/Set<Type>ArrayRegion是最好的选择，越界会抛ArrayIndexOutOfBoundsException，适合小数组，因为这涉及到在栈上分配数组，小数组代价小，并且这个函数可以拷贝子数组，subarray
如果数组大小未知，可以尝试Get/ReleasePrimitiveArrayCritical 前提是Java 2 SDK release 1.2.， 并且要多加小心。
使用Get/Release<type>ArrayElements 总是安全的，并且1.1， 1.2 版本通用，要么直接返回一个指针给你，要么拷贝一份数据，然后将拷贝的数据的指针给你。
访问引用类型数组：另一对JNI函数 GetObjectArrayElement 根据给定的index返回数据 SetObjectArrayElement 同理，和原生数据类型的数组不同，你一次拿不到那么多的数据，Get/Set<Type>ArrayRegion 是不支持的。
字符串和数组都是引用类型，你可以用Get/SetObjectArrayElement 来操作字符串数组和数组的数组（二维数组）.
如下代码访问一个二维数组，然后打印数组中的内容：
class ObjectArrayTest {
private static native int[][] initInt2DArray(int size);//初始化二维数组
public static void main(String[] args) {
int[][] i2arr = initInt2DArray(3);//3x3大小
for (int i = 0; i < 3; i++) {
for (int j = 0; j < 3; j++) {
System.out.print(" " + i2arr[i][j]);
}
System.out.println();
}
}
static {
System.loadLibrary("ObjectArrayTest");
}
}我们看一下本地实现：
JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_ObjectArrayTest_initInt2DArray(JNIEnv *env,
jclass cls,
int size)//注意一下，返回值是jobjectArray，你可能会觉得是jintArray
{
jobjectArray result;
int i;
jclass intArrCls = (*env)->FindClass(env, "[I");//[I代表int[]
if (intArrCls == NULL) {
return NULL; /* exception thrown */
}
<pre name="code" class="cpp"> java的二维数组就是数组的数组，上面的例子很简单，初始化结束后：数组应该是这个样子
0 1 2
1 2 3
2 3 4
DeleteLocalRef调用保证了不会因为申请内存而发生out-of-memory ，后面详细介绍为什么要调用这个方法。
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