JNI访问Java类的静态成员

上篇文章 JNI访问Java对象的成员 介绍了如何在JNI层回调Java对象的成员(变量和方法)，这篇文章是上篇文章 的姊妹篇，介绍在JNI层如何回调Java类的静态成员(变量和方法)。

例子

首先呢，还是需要做一些准备工作，先完成动态注册的代码。

如果你对动态注册的代码还不熟悉，可以通过JNI函数动态注册和JNI函数动态注册进阶学习。

首先在Java类中加载动态库，然后调用 native 方法，代码如下

package com.umx.ndkdemo;

public class Person {
    private static String mName = "Nobody";

    static {
        System.loadLibrary("person_jni");
    }

    public native void native_hello();

    public static void sayHello()
    {
        System.out.println(mName + ": Hello World!");
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        new Person().native_hello();
    }
}


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然后在JNI层进行动态注册

#include "jni.h"

static void com_umx_ndkdemo_Person_native_hello(JNIEnv *env, jobject thiz)
{

}

static const JNINativeMethod nativeMethods[] = {
        {"native_hello", "()V", (void *) com_umx_ndkdemo_Person_native_hello}
};

jint JNI_OnLoad(JavaVM * vm, void * reserved) {
    jint jni_version = -1;
    JNIEnv* env = NULL;

    if (vm->GetEnv((void **)&env, JNI_VERSION_1_1) == JNI_OK) {
        jclass clazz_Person = env->FindClass("com/umx/ndkdemo/Person");
        if (env->RegisterNatives(clazz_Person, nativeMethods,
                                 sizeof(nativeMethods) / sizeof(nativeMethods[0])) == JNI_OK) {
            jni_version = JNI_VERSION_1_6;
        }
    }
    return jni_version;
}
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com_umx_ndkdemo_Person_native_hello 就是要实现的方法，在这个方法中将会做三件事情

• 获取 Hello.java 类的静态变量 mName 的值。
• 重新设置 Hello.java 类的静态变量 mName 的值。
• 调用 Hello.java 的静态方法 sayHello 。

访问Java类的静态变量

获取静态变量的值

首先实现获取 Hello.java 静态变量 mName 的值

#include <android/log.h>
static void com_umx_ndkdemo_Person_native_hello(JNIEnv *env, jobject thiz)
{
    // 获取Class对象
    jclass clazz_Person = env->FindClass("com/umx/ndkdemo/Person");
    // 从Class对象中获取mName字段
    jfieldID fieldID_mName = env->GetStaticFieldID(clazz_Person, "mName", "Ljava/lang/String;");
    // 获取静态变量的值
    jstring mName = (jstring) env->GetStaticObjectField(clazz_Person, fieldID_mName);
    // 打印输出
    __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "bxll", "name = %/n", mName);
}
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和Java反射类似，使用JNI获取Java类的静态变量的步骤如下

• 获取Class对象
• 获取Class对象的字段名，也就是静态变量名
• 通过Class对象和字段名，获取静态变量的值

FindClass

在例子中是通过 FindClass 函数来获取Class对象的，函数原型如下

jclass FindClass(JNIEnv *env, const char *name);
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参数 const char * name 可以是全限定的Class名，或者是一个数组类型的签名。

• 对于Java的 String 类，全限定Class名为 java.lang.String ，但是由于点号在JNI中有特殊意义，因此使用斜线来代替点号，全限定Class名为 java/lang/String 。
• 对于Java的数组类，例如 String[] ，那么参数就要为数组的类型签名 [Ljava/lang/String; 。

如果还不了解数组的类型的签名是什么，可能参数JNI函数动态注册进阶。

GetStaticFieldID

在例子中，是通过 GetStaticFieldID 函数来获取Class对象的静态字段，函数原型如下

jfieldID GetStaticFieldID (JNIEnv *env, 
                            jclass clazz, 
                            const char *name, 
                            const char *sig);
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参数

• jclass clazz : Class对象，通过 FindClass 函数获取。
• const char *name : Class对象的字段名，也就是Java类的静态变量名。
• const char *sig : 静态变量的类型签名。

如果还不了解数组的类型的签名是什么，可能参数JNI函数动态注册进阶。

GetStatic<type>Field

根据Java类的静态变量的类型的不同，在JNI中有不同的方法来获取静态变量的值，但是基本形式如下

NativeType GetStatic<type>Field(JNIEnv *env, jclass clazz, jfieldID fieldID);
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这类函数可以是为两类，一类是处理Java的8种基本类型，一类是处理所有的Java引用类型，如下表

前8项是处理Java对应的8种基本类型，最后一项是处理其它所有的Java类型。

例如，对于Java类的 int 类型的静态变量，是用如下函数获取

jint GetStaticIntField(JNIEnv *env, jclass clazz, jfieldID fieldID);
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而对于Java的 String 类型的静态变量，是用如下函数获取的

jstring GetStaticObjectField(JNIEnv *env, jclass clazz, jfieldID fieldID);
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设置静态变量的值

现在来实现设置静态变量的值

static void com_umx_ndkdemo_Person_native_hello(JNIEnv *env, jobject thiz)
{
    // 获取Class对象
    jclass clazz_Person = env->FindClass("com/umx/ndkdemo/Person");
    // 获取字段
    jfieldID fieldID_mName = env->GetStaticFieldID(clazz_Person, "mName", "Ljava/lang/String;");
    // 设置字段的值
    jstring name = env->NewStringUTF("David");
    env->SetStaticObjectField(clazz_Person, fieldID_mName, name);

}
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设置Java类静态变量的值有以下几步

• 获取Java类的Class对象
• 获取静态变量的字段
• 通过Class对象和字符，设置静态变量的值

前两步与已经介绍过，直接说明第三步是如何使用的

SetStatic<type>Field

根据Java类的静态变量的类型的不同，在JNI中有不同的方法来获设置态变量的值，但是基本形式如下

void SetStatic<type>Field(JNIEnv *env, 
                        jclass clazz,
                        jfieldID fieldID, 
                        NativeType value);
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其中最后一个参数指的是要给Java类的静态变量设置的值，它的类型会根据要设置的静态变量的类型的不同而不同，例如，要给 int 类型的静态变量设置值，那么这里的 NativeType 就对应 jint 。

JNI处理Java类型的方式分为基本类型(8种)的引用类型，因此这里对应的JNI方法就有9种

前8项就是用来设置Java的基本类型的，最后一项就是用来处理Java引用类型的。

例如，如果要给Java类的 int 类型的静态变量设置值，那么就要调用如下函数

void SetStaticIntField(JNIEnv *env, jclass clazz, jfieldID fieldID, jint value);
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例如，如果要给Java类的 String 类型的变量设置值，那么就要调用如下的函数

void SetStaticObjectField(JNIEnv *env, jclass clazz, jfieldID fieldID, jobject value)
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完整实现

static void com_umx_ndkdemo_Person_native_hello(JNIEnv *env, jobject thiz)
{
    jclass clazz_Person = env->FindClass("com/umx/ndkdemo/Person");
    if (clazz_Person == NULL)
    {
        return;
    }

    jfieldID fieldID_mName = env->GetStaticFieldID(clazz_Person, "mName", "Ljava/lang/String;");
    if (fieldID_mName == NULL)
    {
        return;
    }

    jstring mName = (jstring) env->GetStaticObjectField(clazz_Person, fieldID_mName);
    __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "david", "name = %/n", mName);

    jstring name = env->NewStringUTF("David");
    env->SetStaticObjectField(clazz_Person, fieldID_mName, name);
    
    jmethodID methodID_sayHello = env->GetStaticMethodID(clazz_Person, "sayHello", "()V");
    env->CallStaticVoidMethod(clazz_Person, methodID_sayHello);

    // 删除局部引用(可选)
    env->DeleteLocalRef(name);
    env->DeleteLocalRef(mName);
    env->DeleteLocalRef(clazz_Person);
}
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在这个完整实现中，加入了对 jclass 和 jmethodID 的判空，以及手动删除局部引用的操作。

总结

这篇文章其实和上篇文章非常类似，也非常好理解，只要搞清楚了流程，就可以非常熟练的使用了。

其实还有一个非常有意思的事情，如何访问(获取/设置)Java的数组类型的静态变量？恩，这个问题留到下一篇文章来分析。