JNI/NDK开发指南(7):C/C++访问Java实例变量和静态变量

在上一章中我们学习到了如何在本地代码中访问任意Java类中的静态方法和实例方法,本章我们也通过一个示例来学习Java中的实例变量和静态变量,在本地代码中如何来访问和修改。静态变量也称为类变量(属性),在所有实例对象中共享同一份数据,可以直接通过【类名.变量名】来访问。实例变量也称为成员变量(属性),每个实例都拥有一份实例变量数据的拷贝,它们之间修改后的数据互不影响。下面看一个例子:

AccessField是程序的入口类,定义了两个native方法:accessInstanceField和accessStaticField,分别用于演示在本地代码中访问Java类中的实例变量和静态变量。其中accessInstaceField方法访问的是类的实例变量,所以该方法需要一个ClassField实例作为形参,用于访问该对象中的实例变量。

在本例中没有将实例变量和静态变量定义在程序入口类中,新建了一个ClassField的类来定义类的属性,目的是为了加深在C/C++代码中可以访问任意Java类中的属性。在这个类中定义了一个int类型的实例变量num,和一个java.lang.String类型的静态变量str。这两个变量会被本地代码访问和修改。

以上代码是程序入口类AccessField.class为native方法生成的本地代码函数原型头文件

以上代码是对头文件中函数原型的实现。

运行程序,输出结果如下:

代码解析:

一、访问实例变量

在main方法中,通过调用accessInstanceField()方法来调用本地函数Java_com_study_jnilearn_AccessField_accessInstanceField,定位到函数32行:

该函数就是用于获取ClassField对象中num的值。下面是函数的原型:

因为实例变量str是String类型,属于引用类型。在JNI中获取引用类型字段的值,调用GetObjectField函数获取。同样的,获取其它类型字段值的函数还有GetIntField,GetFloatField,GetDoubleField,GetBooleanField等。这些函数有一个共同点,函数参数都是一样的,只是函数名不同,我们只需学习其中一个函数如何调用即可,依次类推,就自然知道其它函数的使用方法。

GetObjectField函数接受3个参数,env是JNI函数表指针,obj是实例变量所属的对象,fieldID是变量的ID(也称为属性描述符或签名),和上一章中方法描述符是同一个意思。env和obj参数从Java_com_study_jnilearn_AccessField_accessInstanceField函数形参列表中可以得到,那fieldID怎么获取呢?了解Java反射的童鞋应该知道,在Java中任何一个类的.class字节码文件被加载到内存中之后,该class子节码文件统一使用Class类来表示该类的一个引用(相当于Java中所有类的基类是Object一样)。然后就可以从该类的Class引用中动态的获取类中的任意方法和属性。注意:Class类在Java SDK继承体系中是一个独立的类,没有继承自Object。请看下面的例子,通过Java反射机制,动态的获取一个类的私有实例变量的值:

运行程序后,输出结果当然是打印出str属性的值“YangXin”。所以我们在本地代码中调用JNI函数访问Java对象中某一个属性的时候,首先第一步就是要获取该对象的Class引用,然后在Class中查找需要访问的字段ID,最后调用JNI函数的GetXXXField系列函数,获取字段(属性)的值。上例中,首先调用GetObjectClass函数获取ClassField的Class引用:

然后调用GetFieldID函数从Class引用中获取字段的ID(str是字段名,Ljava/lang/String;是字段的类型)

最后调用GetObjectField函数,传入实例对象和字段ID,获取属性的值

调用SetXXXField系列函数,可以修改实例属性的值,最后一个参数为属性的值。引用类型全部调用SetObjectField函数,基本类型调用SetIntField、SetDoubleField、SetBooleanField等

二、访问静态变量

访问静态变量和实例变量不同的是,获取字段ID使用GetStaticFieldID,获取和修改字段的值使用Get/SetStaticXXXField系列函数,比如上例中获取和修改静态变量num:

总结:

1、由于JNI函数是直接操作JVM中的数据结构,不受Java访问修饰符的限制。即,在本地代码中可以调用JNI函数可以访问Java对象中的非public属性和方法

2、访问和修改实例变量操作步聚:

1>、调用GetObjectClass函数获取实例对象的Class引用

2>、调用GetFieldID函数获取Class引用中某个实例变量的ID

3>、调用GetXXXField函数获取变量的值,需要传入实例变量所属对象和变量ID

4>、调用SetXXXField函数修改变量的值,需要传入实例变量所属对象、变量ID和变量的值

3、访问和修改静态变量操作步聚:、

1>、调用FindClass函数获取类的Class引用

2>、调用GetStaticFieldID函数获取Class引用中某个静态变量ID

3>、调用GetStaticXXXField函数获取静态变量的值,需要传入变量所属Class的引用和变量ID

4>、调用SetStaticXXXField函数设置静态变量的值,需要传入变量所属Class的引用、变量ID和变量的值

示例代码下载地址:https://code.csdn.net/xyang81/jnilearn

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