重新認識JNIEnv

引言

拋開一堆概念，我們從本質出發。

java 調用c++

我們開發移動端或者后端服務，都是用的java 或者kotlin 語言。有時候我們需要用c++的一些庫（ocr識別/導航的算法/ 等）

因為一些跟硬件相關的接口或者系統的api 都是c++寫的。

C++調用Java

1、 回調/事件通知， 比如C++庫在處理過程中需要把結果、進度、異常等通知Java層（比如音視頻解碼完成后通知Java?UI刷新）

2、需要用Java層的功能，比如C++代碼需要用Java的網絡、數據庫、UI等功能，或者需要用Java寫的業務邏輯。

總結

只要C++需要通知Java、調用Java功能、或實現回調機制時，就會用C++調用Java。

實際開發中的配合

很多時候，兩者是配合使用的：

Java先調用C++做底層處理，C++處理完后再回調Java通知結果。

? ? 例如：Android音視頻播放器，Java層調用C++解碼，解碼完后C++回調Java刷新畫面。

簡要對比

場景	Java調用C++	C++調用Java
用C++庫/高性能需求	?
需要底層/系統功能	?
需要回調/通知Java		?
用Java功能/邏輯		?

看這個表格就一目了然了。

好了再回到JNIEnv?。

正文

JNIEnv?是 Java Native Interface (JNI) 中的一個重要結構，代表 JNI 環境的指針。它提供了一組函數，用于在本地代碼（C/C++）中與?Java 虛擬機（JVM）進行交互。

定義

JNIEnv?是一個指向結構體的指針，包含了 JNI 函數的指針表。通過這個指針，開發者可以調用 JNI 提供的各種功能，如創建對象、調用方法、訪問字段等。

作用

訪問 Java 對象:?JNIEnv?允許本地代碼訪問 Java 對象的屬性和方法。
調用 Java 方法: 可以通過?JNIEnv?調用 Java 方法，包括靜態方法和實例方法。
處理異常:?JNIEnv?提供了處理 Java 異常的功能，可以檢查和拋出異常。

示例

c++調用 java

java

// Example.java
public class Example {public void greet() {System.out.println("Hello from Java!");}
}

c/c++

#include <jni.h>
#include <stdio.h>int main() {JavaVM *jvm;             // Java 虛擬機JNIEnv *env;            // JNI 環境JavaVMInitArgs vm_args; // JVM 啟動參數JavaVMOption options[1]; // JVM 選項// 設置 JVM 選項，指定類路徑options[0].optionString = "-Djava.class.path=."; // 當前目錄vm_args.version = JNI_VERSION_1_6; // JNI 版本vm_args.nOptions = 1; // 選項數量vm_args.options = options; // 選項數組vm_args.ignoreUnrecognized = 0; // 忽略未識別的選項// 創建 Java 虛擬機jint ret = JNI_CreateJavaVM(&jvm, (void **)&env, &vm_args);if (ret != JNI_OK) {fprintf(stderr, "Failed to create JVM\\n");return 1;}// 查找 Example 類jclass cls = (*env)->FindClass(env, "Example");if (cls == NULL) {fprintf(stderr, "Failed to find Example class\\n");(*jvm)->DestroyJavaVM(jvm);return 1;}// 創建 Example 類的實例jobject obj = (*env)->AllocObject(env, cls);if (obj == NULL) {fprintf(stderr, "Failed to create Example object\\n");(*jvm)->DestroyJavaVM(jvm);return 1;}// 查找 greet 方法jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "greet", "()V");if (mid == NULL) {fprintf(stderr, "Failed to find greet method\\n");(*jvm)->DestroyJavaVM(jvm);return 1;}// 調用 greet 方法(*env)->CallVoidMethod(env, obj, mid);// 銷毀 Java 虛擬機(*jvm)->DestroyJavaVM(jvm);return 0;
}

代碼解析

創建 JVM: ? 使用 JNI_CreateJavaVM 創建 Java 虛擬機，并獲取 JNIEnv 指針。
查找類和方法: ? ?使用 FindClass 和 GetMethodID 查找 Java 類和方法。
調用方法: ? ? ?使用 CallVoidMethod 調用 Java 方法。

java調用c++

1. Java?層聲明?native 方法

java

public class JniDemo {// 聲明 native 方法public native String stringFromJNI();static {// 加載 native 庫System.loadLibrary("myjni");}
}

2. 使用?javac?和?javah?生成頭文件（Android Studio?會自動生成）

如果你用 Android?Studio，可以直接寫 C/C++?代碼，不需要手動用?javah。

3. C/C++ 層實現

C 代碼（myjni.c）：

#include <jni.h>JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_example_jnidemo_JniDemo_stringFromJNI(JNIEnv *env, jobject thiz) {return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from C!");
}

C++?代碼（myjni.cpp）：

#include <jni.h>extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_example_jnidemo_JniDemo_stringFromJNI(JNIEnv *env, jobject thiz) {return env->NewStringUTF("Hello from C++!");
}

4. 配置?CMakeLists.txt 或 Android.mk

CMakeLists.txt 示例：

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
add_library(myjni SHARED myjni.c) # 或 myjni.cpp
find_library(log-lib log)
target_link_libraries(myjni ${log-lib})

5. 在?Java?層調用

JniDemo demo = new JniDemo();
String result = demo.stringFromJNI();
System.out.println(result); // 輸出: Hello from C!

6.?關鍵點說明

Java 層用?native?關鍵字聲明方法。

用?System.loadLibrary("庫名")?加載?so 庫。

C/C++ 層方法名格式：Java_包名_類名_方法名，下劃線分隔。

Android?Studio?推薦用?CMake?管理?native?代碼。

概念總結

準確的說法：

JNIEnv?實際上是一個指向結構體的指針（在?C?里是?JNIEnv*），它代表了本地線程（c/C++創建的線程）與?JVM?之間的接口。

通過?JNIEnv*，本地代碼可以調用大量 JNI 提供的函數（比如訪問?Java 對象、調用?Java?方法、拋出異常等）。

每個線程都有自己獨立的?JNIEnv*，不能跨線程使用。

簡化理解：

JNIEnv*?是 JNI?提供給本地代碼與 JVM?交互的“橋梁”或“接口”。

這時候是不是懵了。。。。。。。。。。。。。。。。。。

“本地線程”

“本地線程”在?JNI（Java?Native?Interface）語境下，指的是運行本地（Native）代碼的線程，也就是運行?C/C++ 代碼的線程。

在?Android 或 Java 程序中，本地線程通常有兩種來源：

1. Java 線程

由 JVM 創建的線程（比如你在 Java 里 new Thread() 啟動的線程）。

這些線程天然和?JVM?關聯，JNI 方法會自動獲得對應的?JNIEnv*?指針。

2. 本地（Native）線程

由?C/C++ 代碼直接創建的線程（比如用?pthread_create?創建的線程）。

這些線程不是?JVM?創建的，默認和 JVM 沒有任何關聯。

如果本地線程需要訪問 JVM（比如調用 Java 方法），必須先通過?AttachCurrentThread?把自己“附加”到 JVM，獲得自己的?JNIEnv*?指針，使用完后再?DetachCurrentThread。

總結

本地線程：指運行在本地代碼（C/C++）中的線程，可能是 Java 啟動的，也可能是 C/C++ 啟動的。

JNIEnv* 與本地線程：每個本地線程（無論來源）都要有自己的?JNIEnv*，不能跨線程使用。

例子

// C/C++ 里創建線程
void* thread_func(void* args) {JNIEnv* env;// 需要先 attach 到 JVM(*jvm)->AttachCurrentThread(jvm, (void**)&env, NULL);// ... 使用 env 調用 Java 方法 ...(*jvm)->DetachCurrentThread(jvm);return NULL;
}

本地線程”與“Java線程”的區別

1. Java線程

定義：由?JVM（Java 虛擬機）通過?Java?代碼創建的線程，比如?new?Thread()?或?Executors.newSingleThreadExecutor()。

與?JVM 的關系：這些線程在創建時就已經和 JVM?關聯，JVM 會自動為它們分配?JNIEnv*。

JNI 使用：在?Java?線程中調用 native 方法時，JNI 環境已經準備好，可以直接使用?JNIEnv*。

示例：

new Thread(() -> {// 這里是 Java 線程nativeMethod(); // 可以直接調用 JNI 方法
}).start();

2. 本地線程（Native?Thread）

定義：由本地代碼（C/C++）直接創建的線程，比如用?pthread_create?或?Windows?的?CreateThread。

與 JVM 的關系：這些線程不是?JVM 創建的，默認和 JVM?沒有關聯。

JNI?使用：如果本地線程需要訪問?JVM（比如調用 Java 方法），必須先通過?AttachCurrentThread?將自己附加到?JVM，獲得?JNIEnv*，用完后要?DetachCurrentThread。

void* thread_func(void* args) {JNIEnv* env;// 需要手動 attach(*jvm)->AttachCurrentThread(jvm, (void**)&env, NULL);// ... JNI 操作 ...(*jvm)->DetachCurrentThread(jvm);return NULL;
}// 創建本地線程
pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);

3.?主要區別總結

對比項	Java線程	本地線程（Native?Thread）
創建方式	Java?代碼（JVM?創建）	C/C++?代碼（如?pthread_create）
與?JVM?關系	自動關聯，自動有?JNIEnv*	默認無關聯，需手動?attach
JNI?使用	直接可用?JNIEnv*	需?attach?后才有?JNIEnv*
生命周期管理	JVM?管理	需開發者手動管理