### JNI编程知识点详解
#### 一、综述
JNI（Java Native Interface）是Java平台的一个重要组成部分，它提供了一种机制，使Java代码能够与用其他编程语言（如C、C++和汇编语言）编写的代码进行交互。这一功能对于在Java应用程序中集成高性能或特定于平台的功能尤其有用，因为这些功能往往更适于用C/C++实现。
在Android开发中，JNI的作用更为突出，因为它允许开发者利用原生代码的优势，如硬件加速和低级系统访问，从而提高应用性能或实现Java无法直接支持的功能。本文将以Android平台为例，通过实例详细讲解JNI的使用方法。
#### 二、重要数据结构
理解JNI的数据结构对于正确使用JNI至关重要。以下是几个核心数据结构：
- **JNINativeMethod**：此结构体用于在JNI中注册本地方法。它包含三个字段：`name`（方法名）、`signature`（方法签名）和`fnPtr`（指向本地方法实现的指针）。
- **JNIEnv**：这是一个指针，代表JNI环境，提供了调用本地方法和转换数据类型的API。
- **JavaVM**：表示Java虚拟机的指针，用于创建、销毁虚拟机实例以及获取JNIEnv指针。
- **JNI_OnLoad**：这是一个关键函数，用于初始化本地方法注册表，并将Java中声明的native方法与C/C++中实现的函数关联起来。这个函数是在本地库被加载时由JVM自动调用的。
#### 三、简单例子
##### 3.1 Java访问C/C++
**示例代码**：
```java
public class HelloJni {
static {
System.loadLibrary("jni");
}
native void printStr(String str);
public void print() {
System.out.println("[Java] Hello java!");
}
public static void main(String[] args) {
HelloJni my = new HelloJni();
my.print();
my.printStr("Hello java");
}
}
```
在Java代码中，通过`native`关键字声明本地方法。接下来，使用`javac`编译Java代码，然后使用`javah`工具生成相应的C/C++头文件。这个头文件包含了所有`native`方法的声明，但不包含实现。实现部分需要在C/C++代码中完成。
##### 3.2 Java代码与C/C++代码的互访
在C/C++中实现本地方法时，需要遵循一定的命名规则。例如，Java方法`printStr`在C/C++中表现为`Java_HelloJni_printStr`。此外，还需要使用正确的签名和JNI类型转换，如将Java中的`String`转换为C/C++中的`jstring`类型。
```c
#include "HelloJni.h"
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloJni_printStr(JNIEnv *env, jobject obj, jstring str) {
const char *mystr = (*env)->GetStringUTFChars(env, str, NULL);
printf("C/C++: %s\n", mystr);
(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, str, mystr);
}
```
#### Android上的JNI使用
在Android中，JNI的使用流程与一般Java应用类似，但有几点需要注意：
- **NDK（Native Development Kit）**：Android的NDK提供了必要的工具链和库，用于编译和链接C/C++代码。
- **Makefile**：在Android项目中，需要编写Makefile文件来指定编译选项和库路径。
- **so库**：最终生成的本地代码会被编译成.so库文件，这个库文件需要放置在Android项目的`libs`目录下。
通过以上步骤，开发者可以在Android应用中利用JNI的强大力量，实现性能优化或添加特定的硬件功能，从而提升应用的整体质量和用户体验。
