在上一章中我們學習到了如何在本地代碼中訪問任意Java類中的靜態方法和實例方法,本章我們也通過一個示例來學習Java中的實例變量和靜態變量,在本地代碼中如何來訪問和修改。靜態變量也稱為類變量(屬性),在所有實例對象中共享同一份數據,可以直接通過【類名.變量名】來訪問。實例變量也稱為成員變量(屬性),每個實例都擁有一份實例變量數據的拷貝,它們之間修改后的數據互不影響。下面看一個例子:
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package com.study.jnilearn;
/**
* C/C++訪問類的實例變量和靜態變量
* @author yangxin
*/
public class AccessField {
private native static void accessInstanceField(ClassField obj);
private native static void accessStaticField();
public static void main(String[] args) {
ClassField obj = new ClassField();
obj.setNum(10);
obj.setStr("Hello");
// 本地代碼訪問和修改ClassField為中的靜態屬性num
accessStaticField();
accessInstanceField(obj);
// 輸出本地代碼修改過后的值
System.out.println("In Java--->ClassField.num = " + obj.getNum());
System.out.println("In Java--->ClassField.str = " + obj.getStr());
}
static {
System.loadLibrary("AccessField");
}
}
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AccessField是程序的入口類,定義了兩個native方法:accessInstanceField和accessStaticField,分別用于演示在本地代碼中訪問Java類中的實例變量和靜態變量。其中accessInstaceField方法訪問的是類的實例變量,所以該方法需要一個ClassField實例作為形參,用于訪問該對象中的實例變量。
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package com.study.jnilearn;
/**
* ClassField.java
* 用于本地代碼訪問和修改該類的屬性
* @author yangxin
*
*/
public class ClassField {
private static int num;
private String str;
public int getNum() {
return num;
}
public void setNum(int num) {
ClassField.num = num;
}
public String getStr() {
return str;
}
public void setStr(String str) {
this.str = str;
}
}
~~~
在本例中沒有將實例變量和靜態變量定義在程序入口類中,新建了一個ClassField的類來定義類的屬性,目的是為了加深在C/C++代碼中可以訪問任意Java類中的屬性。在這個類中定義了一個int類型的實例變量num,和一個java.lang.String類型的靜態變量str。這兩個變量會被本地代碼訪問和修改。
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/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_study_jnilearn_AccessField */
#ifndef _Included_com_study_jnilearn_AccessField
#define _Included_com_study_jnilearn_AccessField
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class: com_study_jnilearn_AccessField
* Method: accessInstanceField
* Signature: (Lcom/study/jnilearn/ClassField;)V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_study_jnilearn_AccessField_accessInstanceField
(JNIEnv *, jclass, jobject);
/*
* Class: com_study_jnilearn_AccessField
* Method: accessStaticField
* Signature: ()V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_study_jnilearn_AccessField_accessStaticField
(JNIEnv *, jclass);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
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以上代碼是程序入口類AccessField.class為native方法生成的本地代碼函數原型頭文件
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// AccessField.c
#include "com_study_jnilearn_AccessField.h"
/*
* Class: com_study_jnilearn_AccessField
* Method: accessInstanceField
* Signature: ()V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_study_jnilearn_AccessField_accessInstanceField
(JNIEnv *env, jclass cls, jobject obj)
{
jclass clazz;
jfieldID fid;
jstring j_str;
jstring j_newStr;
const char *c_str = NULL;
// 1.獲取AccessField類的Class引用
clazz = (*env)->GetObjectClass(env,obj);
if (clazz == NULL) {
return;
}
// 2. 獲取AccessField類實例變量str的屬性ID
fid = (*env)->GetFieldID(env,clazz,"str", "Ljava/lang/String;");
if (clazz == NULL) {
return;
}
// 3. 獲取實例變量str的值
j_str = (jstring)(*env)->GetObjectField(env,obj,fid);
// 4. 將unicode編碼的java字符串轉換成C風格字符串
c_str = (*env)->GetStringUTFChars(env,j_str,NULL);
if (c_str == NULL) {
return;
}
printf("In C--->ClassField.str = %s\n", c_str);
(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, j_str, c_str);
// 5. 修改實例變量str的值
j_newStr = (*env)->NewStringUTF(env, "This is C String");
if (j_newStr == NULL) {
return;
}
(*env)->SetObjectField(env, obj, fid, j_newStr);
// 6.刪除局部引用
(*env)->DeleteLocalRef(env, clazz);
(*env)->DeleteLocalRef(env, j_str);
(*env)->DeleteLocalRef(env, j_newStr);
}
/*
* Class: com_study_jnilearn_AccessField
* Method: accessStaticField
* Signature: ()V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_study_jnilearn_AccessField_accessStaticField
(JNIEnv *env, jclass cls)
{
jclass clazz;
jfieldID fid;
jint num;
//1.獲取ClassField類的Class引用
clazz = (*env)->FindClass(env,"com/study/jnilearn/ClassField");
if (clazz == NULL) { // 錯誤處理
return;
}
//2.獲取ClassField類靜態變量num的屬性ID
fid = (*env)->GetStaticFieldID(env, clazz, "num", "I");
if (fid == NULL) {
return;
}
// 3.獲取靜態變量num的值
num = (*env)->GetStaticIntField(env,clazz,fid);
printf("In C--->ClassField.num = %d\n", num);
// 4.修改靜態變量num的值
(*env)->SetStaticIntField(env, clazz, fid, 80);
// 刪除屬部引用
(*env)->DeleteLocalRef(env,clazz);
}
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以上代碼是對頭文件中函數原型的實現。
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***
**運行程序,輸出結果如下:**

**代碼解析:**
**一、訪問實例變量**
在main方法中,通過調用accessInstanceField()方法來調用本地函數Java_com_study_jnilearn_AccessField_accessInstanceField,定位到函數32行:
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j_str = (jstring)(*env)->GetObjectField(env,obj,fid);
~~~
該函數就是用于獲取ClassField對象中num的值。下面是函數的原型:
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jobject (JNICALL *GetObjectField) (JNIEnv *env, jobject obj, jfieldID fieldID);
~~~
因為實例變量str是String類型,屬于引用類型。在JNI中獲取引用類型字段的值,調用GetObjectField函數獲取。同樣的,獲取其它類型字段值的函數還有GetIntField,GetFloatField,GetDoubleField,GetBooleanField等。這些函數有一個共同點,函數參數都是一樣的,只是函數名不同,我們只需學習其中一個函數如何調用即可,依次類推,就自然知道其它函數的使用方法。
GetObjectField函數接受3個參數,env是JNI函數表指針,obj是實例變量所屬的對象,fieldID是變量的ID(也稱為屬性描述符或簽名),和上一章中方法描述符是同一個意思。env和obj參數從Java_com_study_jnilearn_AccessField_accessInstanceField函數形參列表中可以得到,那fieldID怎么獲取呢?了解Java反射的童鞋應該知道,在Java中任何一個類的.class字節碼文件被加載到內存中之后,該class子節碼文件統一使用Class類來表示該類的一個引用(相當于Java中所有類的基類是Object一樣)。然后就可以從該類的Class引用中動態的獲取類中的任意方法和屬性。注意:Class類在Java SDK繼承體系中是一個獨立的類,沒有繼承自Object。請看下面的例子,通過Java反射機制,動態的獲取一個類的私有實例變量的值:
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public static void main(String[] args) throws Exception {
ClassField obj = new ClassField();
obj.setStr("YangXin");
// 獲取ClassField字節碼對象的Class引用
Class<?> clazz = obj.getClass();
// 獲取str屬性
Field field = clazz.getDeclaredField("str");
// 取消權限檢查,因為Java語法規定,非public屬性是無法在外部訪問的
field.setAccessible(true);
// 獲取obj對象中的str屬性的值
String str = (String)field.get(obj);
System.out.println("str = " + str);
}
~~~
運行程序后,輸出結果當然是打印出str屬性的值“YangXin”。所以我們在本地代碼中調用JNI函數訪問Java對象中某一個屬性的時候,首先第一步就是要獲取該對象的Class引用,然后在Class中查找需要訪問的字段ID,最后調用JNI函數的GetXXXField系列函數,獲取字段(屬性)的值。上例中,首先調用GetObjectClass函數獲取ClassField的Class引用:
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clazz = (*env)->GetObjectClass(env,obj);
~~~
然后調用GetFieldID函數從Class引用中獲取字段的ID(str是字段名,Ljava/lang/String;是字段的類型)
~~~
fid = (*env)->GetFieldID(env,clazz,"str", "Ljava/lang/String;");
~~~
最后調用GetObjectField函數,傳入實例對象和字段ID,獲取屬性的值
~~~
j_str = (jstring)(*env)->GetObjectField(env,obj,fid);
~~~
調用SetXXXField系列函數,可以修改實例屬性的值,最后一個參數為屬性的值。引用類型全部調用SetObjectField函數,基本類型調用SetIntField、SetDoubleField、SetBooleanField等
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(*env)->SetObjectField(env, obj, fid, j_newStr);
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**二、訪問靜態變量**
訪問靜態變量和實例變量不同的是,獲取字段ID使用GetStaticFieldID,獲取和修改字段的值使用Get/SetStaticXXXField系列函數,比如上例中獲取和修改靜態變量num:
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// 3.獲取靜態變量num的值
num = (*env)->GetStaticIntField(env,clazz,fid);
// 4.修改靜態變量num的值
(*env)->SetStaticIntField(env, clazz, fid, 80);
~~~
**總結:**
1、由于JNI函數是直接操作JVM中的數據結構,不受Java訪問修飾符的限制。即,在本地代碼中可以調用JNI函數可以訪問Java對象中的非public屬性和方法
**2、訪問和修改實例變量操作步聚:**
?1>、調用GetObjectClass函數獲取實例對象的Class引用
?2>、調用GetFieldID函數獲取Class引用中某個實例變量的ID
?3>、調用GetXXXField函數獲取變量的值,需要傳入實例變量所屬對象和變量ID
?4>、調用SetXXXField函數修改變量的值,需要傳入實例變量所屬對象、變量ID和變量的值
**3、訪問和修改靜態變量操作步聚:**
?1>、調用FindClass函數獲取類的Class引用
?2>、調用GetStaticFieldID函數獲取Class引用中某個靜態變量ID
?3>、調用GetStaticXXXField函數獲取靜態變量的值,需要傳入變量所屬Class的引用和變量ID
?4>、調用SetStaticXXXField函數設置靜態變量的值,需要傳入變量所屬Class的引用、變量ID和變量的值
示例代碼下載地址:[https://code.csdn.net/xyang81/jnilearn](https://code.csdn.net/xyang81/jnilearn)
- 前言
- JNI/NDK開發指南(開山篇)
- JNI/NDK開發指南(一)—— JNI開發流程及HelloWorld
- JNI/NDK開發指南(二)——JVM查找java native方法的規則
- JNI/NDK開發指南(三)——JNI數據類型及與Java數據類型的映射關系
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- Android NDK開發Crash錯誤定位
- JNI/NDK開發指南(五)——訪問數組(基本類型數組與對象數組)
- JNI/NDK開發指南(六)——C/C++訪問Java實例方法和靜態方法
- JNI/NDK開發指南(七)——C/C++訪問Java實例變量和靜態變量
- JNI/NDK開發指南(八)——調用構造方法和父類實例方法
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