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JNI编程如何巧妙获取JNIEnv

news 来源：原创 2024/5/15 20:00:14

这里穿插一篇Java JNI相关的知识点，总结一下自己平时工作心得，相信会对做JNI编程的同学有所帮助。

背景：

作者目前在做Android项目，但大多数逻辑都会在Native层实现，不可避免的需要在Native层使用C++去调用Java的方法，但是在Native层调用Java方法就需要JNIEnv指针，那如何方便的获取JNIEnv的指针呢？

分析：

如下代码：

JNIEXPORT void Java_com_Activity_testEnv( JNIEnv* env, jobject obj) {
   g_obj = env->NewGlobalRef(obj);
}

我们平时可能都见过这种代码，Java层定义了Native的testEnv方法，在Native层就有一个相应的方法与之对应，同时带有JNIEnv*和jobject的参数（在static的native方法中会是jclass类型的参数），但是如果这种代码呢？

JNIEXPORT void Java_com_Activity_testEnv(JNIEnv* env, jobject obj) {
    g_obj = env->NewGlobalRef(obj);
    func1(env);
    func2(env);
    func3(env);
    func4(env);
    func5(env);
    func6(env);
    func7(env);
    func8(env);
    func9(env);
}

定义的每个函数都需要将JNIEnv*作为参数传递，如果函数内还有很多嵌套，这种方式简直就是灾难，都需要将JNIEnv *作为参数传递？是不是很麻烦？你可能有这样的想法，我们把env存到本地不就可以了吗，答案是不可以，因为每一个Java线程都会有一个对应的env，我们在Native层无法感知到是哪一个Java线程，保存的env可能当时有效，换一个线程就会失效，而且Native层的函数也可以是从Native线程（即pthread创建的线程）调用，与Java线程没有关联，保存的env必然是失效的，那怎么办呢？

解决：使用JavaVM，这里先介绍下JNIEnv和JavaVM的概念。

JavaVM：Java虚拟机在Native层的代表，在Android中一个进程只有一个JavaVM，所有的线程共用一个JavaVM。

JNIEnv：Java调用Native语言的环境，是一个封装了几乎所有JNI方法的指针，每一个Java线程都有一个对应的JNIEnv，JNIEnv只在当前线程可用，不能跨线程使用，不同线程的JNIEnv彼此独立。在Native环境中创建的线程，如果需要调用JNI方法，必须要调用AttachCurrentThread()与JVM进行关联，使用后也需要调用DetachCurrentThread()来解除关联。

小总结：

在Android进程中，在Native层，通过任何一个可用的JNIEnv都可以获取到整个进程唯一的JavaVM，在任何线程中都可以通过JavaVM获取当前线程可用的JNIEnv，如果是Native线程还需要额外与JVM进行关联。

到这里大家可能都清楚了，只要能够得到JavaVM就可以解决JNIEnv的问题，那如何获取JavaVM呢？

如何获取JavaVM？

这里只介绍Android中常见的获取JavaVM的方法。

方法一：在Android中调用Native方法前通常都会先加载Native的动态链接库，通常都是使用这种方法：

System.loadLibrary(xxx);

这个方法调用后Native层会自动调用JNI_OnLoad方法：

JavaVM *global_jvm;
jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) {
    global_jvm = vm;
}

这样JavaVM就已经获取到啦，将其保存起来即可。

方法二：通过JNIEnv获取JavaVM，在程序的最开始写一个类似于初始化功能的函数，传到Native层一个可用的JNIEnv，之后就可以获取到JavaVM。

JavaVM *global_jvm;
void get_jvm(JNIEnv *env) {
   env->GetJavaVM(&global_jvm);
}

如何通过JavaVM获取JNIEnv？

直接看代码：

JNIEnv *get_env(int *attach) {
   if (global_jvm == NULL) return NULL;


   *attach = 0;
   JNIEnv *jni_env = NULL;


   int status = global_jvm->GetEnv((void **)&jni_env, JNI_VERSION_1_6);


   if (status == JNI_EDETACHED || jni_env == NULL) {
       status = global_jvm->AttachCurrentThread(&jni_env, NULL);
       if (status < 0) {
           jni_env = NULL;
       } else {
           *attach = 1;
       }
  }
   return jni_env;
}

void del_env() {
   return global_jvm->DetachCurrentThread();
}

通过前面保存的JavaVM就可以获取到JNIEnv，注意get_env函数有一个参数attach，attach是一个出参，这个参数返回1时，代表当前线程是Native线程，使用完后需要调用del_env()断开与JVM的链接。

使用方法如下：

jobject new_global_object(jobject obj) {
   int attach = 0;
   JNIEnv *env = get_env(&attach);
   jobject ret = env->NewGlobalRef(obj);
   if (attach == 1) {
       del_env();
   }
   return ret;
}

使用这种方式后，我们再也不用被如何获取JNIEnv的问题困扰啦。