关于android:JNI之数组与字符串的使用

字符串和数组是JNI中常见的援用数据类型，本文将介绍符串和数组在JNI中的常见解决形式。

JNI中字符串的解决

1、Java字符串与原生字符串转换

当从java层传递一个字符串过去之后，它的类型是jstring，同样如果须要返回一个字符串给java层，它的类型也是jstring。jstring代表着Java虚拟机中的一个字符串，并且不同于C++语言的string类型。

如果原生代码须要解决jstring，须要通过JNIEnv将其转换为原生字符串才能够应用。通过JNI函数GetStringUTFChars来读取这个字符串中的内容，GetStringUTFChars函数能够通过JNIEnv接口指针调用，它将一个代表着Java虚拟机中的字符串jstring援用，转换成为一个UTF-8模式的C字符串。

当原生代码应用完了通过GetStringUTFChars获取的原生字符串后应该应用ReleaseStringUTFChars开释它。调用ReleaseStringUTFChars标识着原生代码不再须要应用从GetStringUTFChars获取的UTF-8字符串了，这个UTF-8字符串所占用的空间就能够被开释了。
如果不调用ReleaseStringUTFChars开释原生字符串的话将会导致内存泄露。

咱们看下函数GetStringUTFChars的原型是：

const char GetStringUTFChars(jstring string, jboolean isCopy)

在这里第三个参数示意如果返回的字符串是原来的java.lang.String的一份拷贝，则在函数GetStringUTFChars返回之后，isCopy指向的内存地址将会被设置为JNI_TRUE。而如果返回的字符串指针间接指向原来的java.lang.String对象，则该地址会被设置为JNI_FALSE.如果返回了JNI_FALSE, 则原生代码将不能扭转返回的字符串，因为扭转了这个字符串，原来的java字符串也会被批改，这违反了java.lang.String实例不可扭转的准则。
通常你能够间接传递NULL给isCopy来通知Java虚拟机你不在乎返回的字符串是否指向原来Java的String对象。

如果须要将C/C++的字符串返回给Java层，则须要通过函数NewStringUTF生成jstring返回。

例如上面的例子展现了在Native层获取java层字符串，并批改返回给java层的一个例子:

public class MainActivity extends AppCompatActivity {    static {        System.loadLibrary("jnitest");    }    private ActivityMainBinding binding;    @Override    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        binding = ActivityMainBinding.inflate(getLayoutInflater());        setContentView(binding.getRoot());        TextView tv = binding.sampleText;        try {            // 尽量确保传递进去的是utf-8字符串            tv.setText(sayHello(new String("James".getBytes(),"utf-8")));        } catch (UnsupportedEncodingException e) {            e.printStackTrace();        }    }    public native String sayHello(String name);}

extern "C"JNIEXPORT jstring JNICALLJava_com_fly_jnitest_MainActivity_sayHello(JNIEnv *env, jobject thiz, jstring name) {    // 将java字符串转换成Native层字符串    std::string str = "hello ";    const char *cname = env->GetStringUTFChars(name, nullptr);    str.append(cname);    // 开释字符串    env->ReleaseStringUTFChars(name,cname);    return env->NewStringUTF(str.c_str());}

除了下面介绍的GetStringUTFChars, ReleaseStringUTFChars以及NewStringUTF, JNI还提供了
GetStringChars和ReleaseStringChars等相干API解决Unicode格局的字符串。

下表是JNI中罕用的一些操作字符串的相干API：

JNI中数组的解决

在JNI中应用jarray以及像jintArray等子类示意数组。正如jstring不是一个C/C++的字符串类型，jarray也不是C/C++的数组类型。如果须要在native解决数组，同样须要通过JNIEnv接口将jarray转换。

例如上面是一个展现了计算一个java数组之和的例子:

extern "C"JNIEXPORT jint JNICALLJava_com_fly_jnitest_MainActivity_sum(JNIEnv *env, jobject thiz, jintArray array) {    jint length = env->GetArrayLength(array);    jint c_array[length];    env->GetIntArrayRegion(array,0,length,c_array);    int sum = 0;    for (int i = 0; i < length; ++i) {        sum+= c_array[i];    }    return sum;}

对于上述累计数组和的例子，应用函数GetIntArrayElements获取数组元素实现也是能够的，然而须要留神的是GetIntArrayElements要和ReleaseIntArrayElements配对应用，免得造成内存透露。

以下这个例子展现了在JNI函数中排序数组，而后将排序好的数组同步到java层的性能：

extern "C"JNIEXPORT void JNICALLJava_com_fly_jnitest_MainActivity_changeArray(JNIEnv *env, jobject thiz, jintArray array) {    // 办法一//    jint length = env->GetArrayLength(array);//    jint c_array[length];//    env->GetIntArrayRegion(array,0,length,c_array);//    std::sort(c_array,c_array + length);//    env->SetIntArrayRegion(array,0,length,c_array); // 数组同步，不然java层的数组不会扭转    // 办法二    jint length = env->GetArrayLength(array);    jint *c_array = env->GetIntArrayElements(array, nullptr);    std::sort(c_array,c_array + length);    env->SetIntArrayRegion(array,0,length,c_array); // 同步    env->ReleaseIntArrayElements(array,c_array,0); // 开释}

在下面的例子中GetIntArrayRegion和GetIntArrayElements都能够获取到数组相干元素，那么他们有什么区别呢？

对于小量的、固定大小的数组，应该抉择Get/SetArrayRegion系列函数来操作数组元素是效率最高的。因为这对函数要求提前调配一个C/C++长期缓冲区来存储数组元素，开发者能够间接在栈上或在堆上来动静申请，当然在栈上申请是最快的。有童鞋可能会认为，拜访数组元素还须要将原始数据全副拷贝一份到长期缓冲区能力拜访而感觉效率低？其实这种复制大量数组元素的代价是很小的，简直能够疏忽。这对函数的另外一个长处就是，容许你传入一个开始索引和长度来实现对子数组元素的拜访和操作（SetArrayRegion函数能够批改数组），不过传入的索引和长度不要越界，函数会进行查看，如果越界了会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException 异样。
而Get/ReleaseArrayElements系列函数永远是平安的，JVM会选择性的返回一个指针，这个指针可能指向原始数据，也可能指向原始数据的复制，更加实用于数据量比拟大的数组。

下表是JNI中罕用的一些操作数组的相干API：

JNI为拜访对象数组独自提供了一组独自的函数GetObjectArrayElement返回指定下表的元素， 而SetObjectArrayElement则批改指定索引上的元素。对于援用类型数组与根底类型数组不同的是，你不能一次获取或者拷贝对象数组中的所有元素，须要应用Get/SetObjectArrayElement来拜访援用类型的数组。

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