1.2 JNI扮演的角色
JNI的强大特性使我们在使用JAVA平台的同时，还可以重用原来的本地代码。作为虚拟机实现的一部分，JNI允许JAVA和本地代码间的双向交互。
图1.1 JNI的角色
JNI可以这样与本地程序进行交互： 1、 你可以使用JNI来实现“本地方法”（native methods），并在JAVA程序中调用它们。 2、 JNI支持一个“调用接口”（invocation interface），它允许你把一个JVM嵌入到本地程序
中。本地程序可以链接一个实现了JVM的本地库，然后使用“调用接口”执行JAVA语言编写的软件模块。例如，一个用C语言写的浏览器可以在一个嵌入式JVM上面执行从网上下载下来的applets
1.3 JNI的副作用
请记住，一旦使用JNI，JAVA程序就丧失了JAVA平台的两个优点：
1、 程序不再跨平台。要想跨平台，必须在不同的系统环境下重新编译本地语言部分。 2、 程序不再是绝对安全的，本地代码的不当使用可能导致整个程序崩溃。 一个通用规则是，你应该让本地方法集中在少数几个类当中。这样就降低了JAVA和C之间的耦合性。
1.4 什么场合下应该使用JNI
当你开始着手准备一个使用JNI的项目时，请确认是否还有替代方案。像上一节所提到的，应用程序使用JNI会带来一些副作用。下面给出几个方案，可以避免使用JNI的时候，达到与本地代码进行交互的效果：
1、 JAVA程序和本地程序使用TCP/IP或者IPC进行交互。
2、 当用JAVA程序连接本地数据库时，使用JDBC提供的API。 3、 JAVA程序可以使用分布式对象技术，如JAVA IDL API。
这些方案的共同点是，JAVA和C 处于不同的线程，或者不同的机器上。这样，当本地程序崩溃时，不会影响到JAVA程序。
下面这些场合中，同一进程内JNI的使用无法避免：
1、 程序当中用到了JAVA API不提供的特殊系统环境才会有的特征。而跨进程操作又不
现实。
2、 你可能想访问一些己有的本地库，但又不想付出跨进程调用时的代价，如效率，内存，
数据传递方面。
3、 JAVA程序当中的一部分代码对效率要求非常高，如算法计算，图形渲染等。 总之，只有当你必须在同一进程中调用本地代码时，再使用JNI。
1.5 JNI的演化
JDK1.0包含了一个本地方法接口，它允许JAVA程序调用C/C++写的程序。许多第三方的程序和JAVA类库，如：java.lang,java.io,java.net等都依赖于本地方法来访问底层系统环境的特征。
不幸的是，JDK1.0中的本地方法有两个主要问题：
1、 本地方法像访问C中的结构（structures）一样访问对象中的字段。尽管如此，JVM规范
并没有定义对象怎么样在内存中实现。如果一个给定的JVM实现在布局对象时，和本地方法假设的不一样，那你就不得不重新编写本地方法库。
2、 因为本地方法可以保持对JVM中对象的直接指针，所以，JDK1.0中的本地方法采用了
一种保守的GC策略。
JNI的诞生就是为了解决这两个问题，它可以被所有平台下的JVM支持： 1、 每一个VM实现方案可以支持大量的本地代码。 2、 开发工具作者不必处理不同的本地方法接口。
3、 最重要的是，本地代码可以运行在不同的JVM上面。
JDK1.1中第一次支持JNI，但是，JDK1.1仍在使用老风格的本地代码来实现JAVA的API。这种情况在JDK1.2下被彻底改变成符合标准的写法。
1.6 例子程序
本书包含了大量的代码示例，还教我们如何使用javah来构建JNI程序。
第二章 开始。。。
本章通过一个简单的例子来示例如何使用JNI。我们写一个JAVA程序，并用它调用一个C函数来打印“Hello World!”。
2．1 概述
图2.1演示了如何使用JAVA程序调用C函数来打印“Hello World!”。这个过程包含下面几步：
1、 创建一个类（HelloWorld.java）声明本地方法。
2、 使用javac编译源文件HollowWorld.java，产生HelloWorld.class。使用javah –jni来生成
C头文件（HelloWorld.h），这个头文件里面包含了本地方法的函数原型。 3、 用C代码写函数原型的实现。
4、 把C函数实现编译成一个本地库，创建Hello-World.dll或者libHello-World.so。
5、 使用java命令运行HelloWorld程序，类文件HelloWorld.class和本地库(HelloWorld.dll
或者libHelloWorld.so)在运行时被加载。
图2.1 编写并运行“HelloWorld”程序 本章剩余部分会详细解释这几步。
第三章 基本类型、字符串、数组
开发者使用JNI时最常问到的是JAVA和C/C++之间如何传递数据，以及数据类型之间如何互相映射。本章我们从整数等基本类型和数组、字符串等普通的对象类型开始讲述。至于如何传递任意对象，我们将在下一章中进行讲述。
3.1 一个简单的本地方法
JAVA端源代码如下：
class Prompt {
// native method that prints a prompt and reads a line private native String getLine(String prompt);
public static void main(String args[]) { Prompt p = new Prompt();
String input = p.getLine(\ System.out.println(\ }
static {
System.loadLibrary(\ } }
3.1.1 本地方法的C函数原型
Prompt.getLine方法可以用下面这个C函数来实现：
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_Prompt_getLine(JNIEnv *env, jobject this, jstring prompt);
其中，JNIEXPORT和JNICALL这两个宏（被定义在jni.h）确保这个函数在本地库外可见，并且C编译器会进行正确的调用转换。C函数的名字构成有些讲究，在11.3中会有一个详细的解释。
3.1.2 本地方法参数
第一个参数JNIEnv接口指针，指向一个个函数表，函数表中的每一个入口指向一个JNI函数。本地方法经常通过这些函数来访问JVM中的数据结构。图3.1演示了JNIEnv这个指针：
图3.1 JNIEnv接口指针
第二个参数根据本地方法是一个静态方法还是实例方法而有所不同。本地方法是一个静态方法时，第二个参数代表本地方法所在的类；本地方法是一个实例方法时，第二个参数代表本地方法所在的对象。我们的例子当中，Java_Prompt_getLine是一个实例方法，因此jobject参数指向方法所在的对象。
3.1.3 类型映射
本地方法声明中的参数类型在本地语言中都有对应的类型。JNI定义了一个C/C++类型的集合，集合中每一个类型对应于JAVA中的每一个类型。
JAVA中有两种类型：基本数据类型（int,float,char等）和引用类型（类，对象，数组等）。 JNI对基本类型和引用类型的处理是不同的。基本类型的映射是一对一的。例如JAVA中的int类型直接对应C/C++中的jint（定义在jni.h中的一个有符号 32位整数）。12.1.1包含了JNI中所有基本类型的定义。
JNI把JAVA中的对象当作一个C指针传递到本地方法中，这个指针指向JVM中的内部数据结构，而内部数据结构在内存中的存储方式是不可见的。本地代码必须通过在JNIEnv中选择适当的JNI函数来操作JVM中的对象。例如，对于java.lang.String对应的JNI类型是jstring，但本地代码只能通过GetStringUTFChars这样的JNI函数来访问字符串的内容。 所有的JNI引用都是jobject类型，对了使用方便和类型安全，JNI定义了一个引用类型集合，集合当中的所有类型都是jobject的子类型。这些子类型和JAVA中常用的引用类型相对应。例如，jstring表示字符串，jobjectArray表示对象数组。
3.2 访问字符串
Java_Prompt_getLine接收一个jstring类型的参数prompt，jstring类型指向JVM内部的一个字符串，和常规的C字符串类型char*不同。你不能把jstring当作一个普通的C字符串。
3.2.1 转换为本地字符串
本地代码中，必须使用合适的JNI函数把jstring转化为C/C++字符串。JNI支持字符串在Unicode和UTF-8两种编码之间转换。Unicode字符串代表了16-bit的字符集合。UTF-8字符串使用一种向上兼容7-bit ASCII字符串的编码协议。UTF-8字符串很像NULL结尾的C字符串，在包含非ASCII字符的时候依然如此。所有的7-bitASCII字符的值都在1~127之间，这些值在UTF-8编码中保持原样。一个字节如果最高位被设置了，意味着这是一个多字节字符（16-bitUnicode值）。
函数Java_Prompt_getLine通过调用JNI函数GetStringUTFChars来读取字符串的内容。GetStringUTFChars可以把一个jstring指针（指向JVM内部的Unicode字符序列）转化成一个UTF-8格式的C字符串。如何你确信原始字符串数据只包含7-bit ASCII字符，你可以把转化后的字符串传递给常规的C库函数使用，如printf。我们会在8.2中讨论如何处理非ASCII字符串。
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_Prompt_getLine(JNIEnv *env, jobject obj, jstring prompt) {
char buf[128]; const jbyte *str;
str = (*env)->GetStringUTFChars(env, prompt, NULL); if (str == NULL) {
return NULL; /* OutOfMemoryError already thrown */ }
printf(\
(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, prompt, str);