JNI开发指南：方法签名与反射调用Java方法

JNI（Java Native Interface）是一种允许Java程序与本地编程语言（如C/C++）交互的机制，广泛应用于Android开发中。通过JNI，Java程序能够调用本地编写的函数，反之，本地程序也能调用Java层的函数，实现两层语言的互通。以下将详细介绍JNI中的方法签名以及如何通过C反射调用Java方法。

方法签名：唯一标识Java方法

Java支持方法重载（overloading），这意味着即使函数名相同，参数类型也可能不同。因此，仅凭方法名无法唯一确定一个方法。为了解决这个问题，JNI引入了方法签名，通过唯一的签名字符串标识每个Java方法。

方法签名的组成规则

基本类型：每种基本数据类型对应一个单字符签名。

数组：数组类型签名以[开头，后跟元素类型的签名。

类：类的签名格式为L<全限定类名>;，全限定类名中用/替代.或_。

函数签名：格式为(参数类型签名列表)返回值类型签名，参数类型和返回值类型的签名连在一起，之间无空格。

例如：

Java方法 void func() 的签名为 ()V。

Java方法 int func(boolean a) 的签名为 (Z)I。

C反射调用Java方法

通过JNI，可以在C/C++程序中反射调用Java方法。这种技术通常用于Android开发中，实现本地程序与Java程序的互动。以下是实现C反射调用Java方法的关键步骤：

1. 获取Java类的JNI引用

在C/C++代码中，使用JNIEnvAPI获取Java类的引用：

jobject obj = NewObject("com.example.MyClass", "staticmethod");

2. 调用Java成员方法

通过JNIEnv的CallObjectMethod函数调用Java成员方法：

jint result = JNIEnv_CallObjectMethod(env, obj, methodID, argsArray, argCount);

3. 调用Java静态方法

调用Java静态方法的方法类似于成员方法，但不需要传递this对象：

jint result = JNIEnv_CallStaticMethod(env, classID, methodID, argsArray, argCount);

4. 调用Java构造方法

通过JNIEnv反射调用Java构造方法，需要传递构造函数的参数：

jint result = JNIEnv_ReflectConstruct(env, classID, methodID, argsArray, argCount);

方法签名生成器工具

为了简化Java方法签名的生成过程，可以开发一个工具类。以下是一个简单的Java代码示例：

public class SignatureGen {
    private static HashMap
   
     primitives = new HashMap
    
     () {
        {
            put(Void.class.getName(), "V");
            put(Boolean.class.getName(), "Z");
            put(Byte.class.getName(), "B");
            put(Character.class.getName(), "C");
            put(Short.class.getName(), "S");
            put(Integer.class.getName(), "I");
            put(Long.class.getName(), "J");
            put(Float.class.getName(), "F");
            put(Double.class.getName(), "D");
        }
    };
    public static String getSignature(Class ret, Class... params) {
        StringBuilder builder = new StringBuilder();
        builder.append("(");
        for (Class param : params) {
            builder.append(getSignature(param));
        }
        builder.append(")");
        builder.append(getSignature(ret));
        return builder.toString();
    }
    private static String getSignature(Class param) {
        StringBuilder builder = new StringBuilder();
        if (param.isArray()) {
            String componentType = param.getComponentType().getName();
            builder.append("[").append(primitives.get(componentType)).append(")");
        } else {
            String typeName = param.getName();
            if (primitives.containsKey(typeName)) {
                builder.append(primitives.get(typeName));
            } else {
                builder.append("L").append(typeName.replace(".", "/")).append(";");
            }
        }
        return builder.toString();
    }
}

使用示例

// 调用 Void 类的方法
Log.d("Signature", "void func() -> " + SignatureGen.getSignature(Void.class));
// 调用 Boolean 类的方法
Log.d("Signature", "boolean func() -> " + SignatureGen.getSignature(Boolean.class));
// 调用 Integer 类的方法，参数为 Boolean 类型
Log.d("Signature", "int func(boolean a) -> " + SignatureGen.getSignature(Integer.class, Boolean.class));
// 调用 Integer 类的方法，参数为 Boolean 和 String 类型
Log.d("Signature", "int func(boolean a, String b) -> " + SignatureGen.getSignature(Integer.class, Boolean.class, String.class));
// 调用 Integer 类的方法，参数为 Byte 数组
Log.d("Signature", "int func(byte[] c) -> " + SignatureGen.getSignature(Integer.class, Byte[].class));
// 调用 Long 类的方法，参数为 Integer、String 和 Integer 数组
Log.d("Signature", "long func(int n, String str, int[] arr) -> " + SignatureGen.getSignature(Long.class, Integer.class, String.class, Integer[].class));

总结

通过JNI，我们能够在C/C++程序中与Java方法进行交互。方法签名是实现Java方法调用唯一性的关键，而反射机制则提供了调用Java类成员、静态方法和构造方法的功能。通过合理使用方法签名和反射机制，我们可以实现Java与本地程序的高效交互。

转载地址：http://ptyk.baihongyu.com/

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