重新认识JNIEnv

引言

抛开一堆概念，我们从本质出发。

java 调用c++

我们开发移动端或者后端服务，都是用的java 或者kotlin 语言。有时候我们需要用c++的一些库（ocr识别/导航的算法/ 等）

因为一些跟硬件相关的接口或者系统的api 都是c++写的。

C++调用Java

1、 回调/事件通知， 比如C++库在处理过程中需要把结果、进度、异常等通知Java层（比如音视频解码完成后通知Java UI刷新）

2、需要用Java层的功能，比如C++代码需要用Java的网络、数据库、UI等功能，或者需要用Java写的业务逻辑。

总结

只要C++需要通知Java、调用Java功能、或实现回调机制时，就会用C++调用Java。

实际开发中的配合

很多时候，两者是配合使用的：

Java先调用C++做底层处理，C++处理完后再回调Java通知结果。

• 例如：Android音视频播放器，Java层调用C++解码，解码完后C++回调Java刷新画面。

简要对比

场景	Java调用C++	C++调用Java
用C++库/高性能需求	✅
需要底层/系统功能	✅
需要回调/通知Java		✅
用Java功能/逻辑		✅

看这个表格就一目了然了。

好了再回到JNIEnv 。

正文

JNIEnv 是 Java Native Interface (JNI) 中的一个重要结构，代表 JNI 环境的指针。它提供了一组函数，用于在本地代码（C/C++）中与 Java 虚拟机（JVM）进行交互。

定义

JNIEnv 是一个指向结构体的指针，包含了 JNI 函数的指针表。通过这个指针，开发者可以调用 JNI 提供的各种功能，如创建对象、调用方法、访问字段等。

作用

访问 Java 对象: JNIEnv 允许本地代码访问 Java 对象的属性和方法。
调用 Java 方法: 可以通过 JNIEnv 调用 Java 方法，包括静态方法和实例方法。
处理异常: JNIEnv 提供了处理 Java 异常的功能，可以检查和抛出异常。

示例

c++调用 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 虚拟机JNIEnv *env;            // JNI 环境JavaVMInitArgs vm_args; // JVM 启动参数JavaVMOption options[1]; // JVM 选项// 设置 JVM 选项，指定类路径options[0].optionString = "-Djava.class.path=."; // 当前目录vm_args.version = JNI_VERSION_1_6; // JNI 版本vm_args.nOptions = 1; // 选项数量vm_args.options = options; // 选项数组vm_args.ignoreUnrecognized = 0; // 忽略未识别的选项// 创建 Java 虚拟机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 类jclass cls = (*env)->FindClass(env, "Example");if (cls == NULL) {fprintf(stderr, "Failed to find Example class\\n");(*jvm)->DestroyJavaVM(jvm);return 1;}// 创建 Example 类的实例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;}// 调用 greet 方法(*env)->CallVoidMethod(env, obj, mid);// 销毁 Java 虚拟机(*jvm)->DestroyJavaVM(jvm);return 0;
}

代码解析

创建 JVM: 使用 JNI_CreateJavaVM 创建 Java 虚拟机，并获取 JNIEnv 指针。
查找类和方法: 使用 FindClass 和 GetMethodID 查找 Java 类和方法。
调用方法: 使用 CallVoidMethod 调用 Java 方法。

java调用c++

1. Java 层声明 native 方法

java

public class JniDemo {// 声明 native 方法public native String stringFromJNI();static {// 加载 native 库System.loadLibrary("myjni");}
}

2. 使用 javac 和 javah 生成头文件（Android Studio 会自动生成）

如果你用 Android Studio，可以直接写 C/C++ 代码，不需要手动用 javah。

3. C/C++ 层实现

C 代码（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++ 代码（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 层调用

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

6. 关键点说明

Java 层用 native 关键字声明方法。

用 System.loadLibrary("库名") 加载 so 库。

C/C++ 层方法名格式：Java_包名_类名_方法名，下划线分隔。

Android Studio 推荐用 CMake 管理 native 代码。

概念总结

准确的说法：

JNIEnv 实际上是一个指向结构体的指针（在 C 里是 JNIEnv*），它代表了本地线程（c/C++创建的线程）与 JVM 之间的接口。

通过 JNIEnv*，本地代码可以调用大量 JNI 提供的函数（比如访问 Java 对象、调用 Java 方法、抛出异常等）。

每个线程都有自己独立的 JNIEnv*，不能跨线程使用。

简化理解：

JNIEnv* 是 JNI 提供给本地代码与 JVM 交互的“桥梁”或“接口”。

这时候是不是懵了。。。。。。。。。。。。。。。。。。

“本地线程”

“本地线程”在 JNI（Java Native Interface）语境下，指的是运行本地（Native）代码的线程，也就是运行 C/C++ 代码的线程。

在 Android 或 Java 程序中，本地线程通常有两种来源：

1. Java 线程

由 JVM 创建的线程（比如你在 Java 里 new Thread() 启动的线程）。

这些线程天然和 JVM 关联，JNI 方法会自动获得对应的 JNIEnv* 指针。

2. 本地（Native）线程

由 C/C++ 代码直接创建的线程（比如用 pthread_create 创建的线程）。

这些线程不是 JVM 创建的，默认和 JVM 没有任何关联。

如果本地线程需要访问 JVM（比如调用 Java 方法），必须先通过 AttachCurrentThread 把自己“附加”到 JVM，获得自己的 JNIEnv* 指针，使用完后再 DetachCurrentThread。

总结

本地线程：指运行在本地代码（C/C++）中的线程，可能是 Java 启动的，也可能是 C/C++ 启动的。

JNIEnv* 与本地线程：每个本地线程（无论来源）都要有自己的 JNIEnv*，不能跨线程使用。

例子

// C/C++ 里创建线程
void* thread_func(void* args) {JNIEnv* env;// 需要先 attach 到 JVM(*jvm)->AttachCurrentThread(jvm, (void**)&env, NULL);// ... 使用 env 调用 Java 方法 ...(*jvm)->DetachCurrentThread(jvm);return NULL;
}

本地线程”与“Java线程”的区别

1. Java线程

定义：由 JVM（Java 虚拟机）通过 Java 代码创建的线程，比如 new Thread() 或 Executors.newSingleThreadExecutor()。

与 JVM 的关系：这些线程在创建时就已经和 JVM 关联，JVM 会自动为它们分配 JNIEnv*。

JNI 使用：在 Java 线程中调用 native 方法时，JNI 环境已经准备好，可以直接使用 JNIEnv*。

示例：

new Thread(() -> {// 这里是 Java 线程nativeMethod(); // 可以直接调用 JNI 方法
}).start();

2. 本地线程（Native Thread）

定义：由本地代码（C/C++）直接创建的线程，比如用 pthread_create 或 Windows 的 CreateThread。

与 JVM 的关系：这些线程不是 JVM 创建的，默认和 JVM 没有关联。

JNI 使用：如果本地线程需要访问 JVM（比如调用 Java 方法），必须先通过 AttachCurrentThread 将自己附加到 JVM，获得 JNIEnv*，用完后要 DetachCurrentThread。

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

3. 主要区别总结

对比项	Java线程	本地线程（Native Thread）
创建方式	Java 代码（JVM 创建）	C/C++ 代码（如 pthread_create）
与 JVM 关系	自动关联，自动有 JNIEnv*	默认无关联，需手动 attach
JNI 使用	直接可用 JNIEnv*	需 attach 后才有 JNIEnv*
生命周期管理	JVM 管理	需开发者手动管理