使用 JNI 时容易出错的地方相关总结

把 jclass 和 jobject 弄混
一开始使用 JNI 时，很容易把对象引用（jobject 类型的值）和类引用（jclass 类型的值）弄混。
对象引用对应的是数组或者 java.lang.Object 及其子类的对象实例，而类引用对应的是java.lang.Class 的实例。
像 GetFieldID 这样需要传入 jclass 作为参数的方法做的是一个类操作，因为它是从一个类中获取字段的描述。
而 GetIntField 这样需要传入 jobject 作为参数的方法做的是一个对象操作，因为它从一个对象实例中获取字段的值。

 

混淆 ID 和引用
本地代码中使用引用来访问 JAVA 对象，使用 ID 来访问方法和字段。
引用指向的是可以由本地代码来管理的 JVM 中的资源。比如 DeleteLocalRef 这个本地函数，允许本地代码删除一个局部引用。
而字段和方法的ID由JVM来管理，只有它所属的类被 unload时，才会失效。
本地代码不能显式在删掉一个字段或者方法的 ID。
本地代码可以创建多个引用并让它们指向相同的对象。比如，一个全局引用和一个局部引用可能指向相同的对象。
而字段 ID 和方法 ID 是唯一的。
比如类 A定义了一个方法 f，而类 B从类 A中继承了方法 f，那么下面的调用结果是相同的：
jmethodID MID_A_f = (*env)->GetMethodID(env, A, "f", "()V");
jmethodID MID_B_f = (*env)->GetMethodID(env, B, "f", "()V");

 

访问权限失效
在本地代码中，访问方法和变量时不受 JAVA 语言规定的限制。比如，可以修改 private 和 final修饰的字段。
并且，JNI 中可以访问和修改 heap 中任意位置的内存。这些都会造成意想不到的结果。
比如，本地代码中不应该修改 java.lang.String 和 java.lang.Integer 这样的不可变对象的内容。否则，会破坏 JAVA 规范。

 

忽视国际化
JVM 中的字符串是 Unicode 字符序列，而本地字符串采用的是本地化的编码。实际编码的时候，
我们经常需要使用像 JNU_NewStringNative 和 JNU_GetStringNativeChars 这样的工具函数来
把 Unicode 编码的 jstring 转化成本地字符串，要对消息和文件名尤其关注，它们经常是需要国际化的，可能包含各种字符。
如果一个本地方法得到了一个文件名，必须把它转化成本地字符串之后才能传递给 C 库函数使用：

JNIEXPORT jint JNICALL ava_MyFile_open(JNIEnv *env, jobject self, jstring name, jint mode) 
 { 
     jint result; 
     char *cname = JNU_GetStringNativeChars(env, name); 
     if (cname == NULL) { 
         return 0; 
     } 
     result = open(cname, mode); 
     free(cname); 
     return result; 
 } 

上例中，我们使用 JNU_GetStringNativeChars 把Unicode字符串转化成本地字符串。

 

jboolean 会面临数据截取的问题 
Jboolean是一个8-bit unsigned的C类型，可以存储0~255的值。其中，0对应常量JNI_FALSE，
而 1~255 对应常量 JNI_TRUE。但是，32 或者 16 位的值，如果最低的 8 位是 0 的话，就会引
起问题。
假设你定义了一个函数 print，需要传入一个 jboolean 类型的 condition 作为参数：
void print(jboolean condition)
 {
   /* C compilers generate code that truncates condition
       to its lower 8 bits. */
     if (condition) {
         printf("true\n");
     } else {
         printf("false\n");
     }
 }
 对上面这段代码来说，下面这样用就会出现问题：
int n = 256; /* the value 0x100, whose lower 8 bits are all 0 */
 print(n);
我们传入了一个非 0 的值 256（0X100），因为这个值的低 8 位（即，0）被截出来使用，上面
的代码会打印“false”。
根据经验，这里有一个常用的解决方案：
n = 256;
print (n ? JNI_TRUE : JNI_FALSE);

 

跨进程使用 JNIEnv
JNIEnv 这个指针只能在当前线程中使用，不要在其它线程中使用。

 

传递数据
像 int、char 等这样的基本数据类型，在本地代码和 JVM 之间进行复制传递，而对象是引用传递的。
每一个引用都包含一个指向 JVM 中相应的对象的指针，但本地代码不能直接使用这个指针，必须通过引用来间接使用。
比起传递直接指针来说，传递引用可以让 VM 更灵活地管理对象。
比如，你在本地代码中抓着一个引用的时候，VM那小子可能这个时候正偷偷摸摸地把这个引用间接指向的那个对象从一块儿内存区域给挪到另一块儿。
不过，有一点儿你放心，VM 是不敢动对象里面的内容的，因为引用的有效性它要负责。
瞅一下下图，你就会得道了。

 

这里有一些经验性的注意事项：
1、 尽量让 JAVA 和 C 之间的接口简单化，C 和 JAVA 间的调用过于复杂的话，会使得 BUG 调试、代码维护和 JVM 对代码进行优化都会变得很难。比如虚拟机很容易对一些 JAVA 方法进行内联，但对本地方法却无能为力。
2、 尽量少写本地代码。因为本地代码即不安全又是不可移植的，而且本地代码中的错误检查很麻烦。
3、 让本地代码尽量独立。也就是说，实际使用的时候，尽量让所有的本地方法都在同一个包甚至同一个类中。