JNI概述JNI（Java Native Interface,Java本地接口）是一种编程框架使得Java虚拟机中的Java程序可以调用本地应用/或库,也可以被其他程序调用； 本地程序一般是用其它语言C，C++或汇编语言编写的, 并且被编译为基于本机硬件和操作系统的程序；在Android平台，为了更方便开发者的使用和增强其功能性，Android提供了NDK来更方便开发者的开发Android系统按语言来划分的话由两个世界组成，分别是Java世界和Native世界； 那为何要这么划分呢？Android系统由Java写很差吗？除了性能的以外，最主要的缘由就是在Java诞生以前，就有不少程序和库都是由Native语言写的，所以， 重复利用这些Native语言编写的库是十分必要的，何况Native语言编写的库具备更好的性能这样就产生了一个问题， Java世界的代码要怎么使用Native世界的代码呢？这就须要一个桥梁来将它们链接在一块儿，而JNI就是这个桥梁经过JNI，Java世界的代码就能够访问Native世界的代码，一样的，Native世界的代码也能够访问Java世界的代码JNI，全名 Java Native Interface，是Java本地接口； JNI是Java调用Native 语言的一种特性，通过JNI可以使得Java与C/C++机型交互；简单点说就是JNI是Java中调用C/C++的统称JNI：是java与其他语言通信的桥梁需要用到JNI技术的地方：● 需要调用java语言不支持的依赖于操作系统平台特性的一些功能● 为了整合一些以前的非java语言开发的系统● 为了节省程序的运行时间。
必须采用其他语言(比如：c/c++)来提升运行效率JNI在android中的运用场景：● 热修复● 插件化● 逆向开发● 系统源码调用等为什么要有JNI？JNI允许程序员用其他编程语言来解决用纯粹的Java代码不好处理的情况； 例如：Java标准库不支持的平台相关功能或者程序库；也用于改造已存在的用其它语言写的程序, 供Java程序调用。
许多基于JNI的标准库提供了很多功能给程序员使用, 例如文件I/O、音频相关的功能当然，也有各种高性能的程序，以及平台相关的API实现, 允许所有Java应用程序安全并且平台独立地使用这些功能； Java层可以用来负责UI功能实现，而C++负责进行计算操作JNI框架允许Native方法调用Java对象； 就像Java程序访问Native对象一样方便；Native方法可以创建Java对象，读取这些对象, 并调用Java对象执行某些方法。
当然Native方法也可以读取由Java程序自身创建的对象,并调用这些对象的方法通常在以下几种情况下考虑使用JNI：对处理速度有要求● Java代码运行速度要比本地代码（C/C++）运行速度慢一些，假设对程序的运行速度有较高的要求● 能够考虑使用C/C++编写代码，然后在通过Java代码调用基于C/C++编写的部分硬件控制● 如前面所述：Java运行在虚拟机中，和真实运行的物理硬件之间是相互隔离的，通常我们使用本地代码C实现对硬件驱动的控制，然后再通过Java代码调用本地硬件控制代码复用本地代码● 假设程序的处理逻辑已经由本地代码实现并封装成了库，就没有必要再又一次使用Java代码实现一次；直接复用该本地代码，即提高了编程效率，又确保了程序的安全性和健壮性局部引用与全局引用Java代码与本地代码里在进行參数传递与返回值复制的时候，要注意数据类型的匹配； 对于int, char等基本类型直接进行拷贝就可以，对于Java中的对象类型，通过传递引用实现JVM保证全部的Java对象正确的传递给了本地代码； 而且维持这些引用，因此这些对象不会被Java的gc（垃圾收集器）回收因此，本地代码必须有一种方式来通知JVM本地代码不再使用这些Java对象；让gc来回收这些对象JNI将传递给本地代码的对象分为两种：局部引用和全局引用局部引用：● 仅仅在上层Java调用本地代码的函数内有效，当本地方法返回时，局部引用自己主动回收全局引用：● 仅仅有显示通知VM时：全局引用才会被回收，否则一直有效，Java的gc不会释放该引用的对象局部引用默认的话，传递给本地代码的引用是局部引用全部的JNI函数的返回值都是局部引用<pre mdtype="fences" cid="n72" lang="" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" spellcheck="false" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit; color: rgb(51, 51, 51); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">jstring MyNewString(JNIEnv env, jchar chars,jint len){staticjclassstringClass = NULL; //static 不能保存一个局部引用jmethodIDcid;jcharArrayelemArr;jstringresult;if(stringClass== NULL) {stringClass =env->FindClass("java/lang/String"); // 局部引用if(stringClass == NULL) {return NULL; / exception thrown / } } / 本地代码中创建的字符串为局部引用，当函数返回后字符串有可能被gc回收 / cid =env->GetMethodID(stringClass,"<init>","([C)V"); result=env->NewStringUTF(stringClass, cid, “Hello World”); returnresult;}</pre>尽管局部引用会在本地代码运行之后自己主动释放，可是有下列情况时；要手动释放：● 本地代码訪问一个非常大的Java对象时，在使用完该对象后； 本地代码要去运行比較复杂耗时的运算时，由于本地代码还没有返回。
Java收集器无法释放该本地引用的对象，这时，应该手动释放掉该引用对象● 本地代码创建了大量局部引用； 这可能会导致JNI局部引用表溢出，此时有必要及时地删除那些不再被使用的局部引用比方：在本地代码里创建一个非常大的对象数组jni.h头文件里定义了JNI本地方法与Java方法映射关系结构体JNINativeMethod● 创建的工具函数，它会被未知的代码调用，在工具函数里使用完的引用要及时释放● 不返回的本地函数比如，一个可能进入无限事件分发的循环中的方法此时在循环中释放局部引用，是至关重要的，这样才干不会无限期地累积；进而导致内存泄露局部引用仅仅在创建它们的线程里有效；本地代码不能将局部引用在多线程间传递。
一个线程想要调用还有一个线程创建的局部引用是不被同意的将一个局部引用保存到全局变量中，然后在其他线程中使用它，这是一种错误的编程全局引用在一个本地方法被多次调用时，能够使用一个全局引用跨越它们一个全局引用能够跨越多个线程，而且在被程序猿手动释放之前，一直有效； 和局部引用一样,全局引用保证了所引用的对象不会被垃圾回收JNI同意程序猿通过局部引用来创建全局引用, 全局引用仅仅能由NewGlobalRef函数创建以下是一个使用全局引用样例：<pre mdtype="fences" cid="n94" lang="" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" spellcheck="false" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit; color: rgb(51, 51, 51); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">jstringMyNewString(JNIEnv env, jchar chars,jint len){ staticjclassstringClass = NULL; ...省略部分代码 if(stringClass == NULL) { jclasslocalRefCls =env->FindClass("java/lang/String"); if(localRefCls == NULL) { return NULL; } /创建全局引用并指向局部引用 / stringClass = env->NewGlobalRef(localRefCls); /删除局部引用 / env->DeleteLocalRef(localRefCls); /推断全局引用是否创建成功 / if(stringClass == NULL) { return NULL; / out of memory exception thrown / } }}</pre>在native代码不再须要訪问一个全局引用的时候，应该调用DeleteGlobalRef来释放它。
假设调用这个函数失败。
Java VM将不会回收相应的对象Native方法注册静态注册新建 xx.java 也就是 JNI 对应的 Java层的类其中定义好要使用的方法 在xx.java目录下执行下面两条命令<pre spellcheck="false" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" lang="" cid="n115" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit; color: rgb(51, 51, 51); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">javac com/example/xx.javajavah com.example.xx</pre>第二条命令会在当前目录下生成 com_example_xx.h 文件，其中会生成对应的C++ 层方法，命名格式为 包名+类名+方法名的格式，用"_"分割 静态注册就是根据方法名，将Java方法和JNI函数建立关联，但它有以下缺点： 1、JNI层的函数名称过长； 2、声明Native方法类需要用javah生成头文件 3、初次调用Native方法时需要建立关联，影像效率 (2) 动态注册JNI中有一种结构用来记录 Java 的 Native 方法和JNI 方法的关联关系，它就是 JNINativeMethod，它在 jni.h 中被定义<pre mdtype="fences" cid="n108" lang="" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" spellcheck="false" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit; color: rgb(51, 51, 51); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">typedef struct{ const char name;//Java方法的名字 const char signature;//Java方法的签名信息 void fnPtr; //JNI中对应的方法指针}JNINativeMethod;</pre>系统的 MediaRecorder采用的就是动态注册，我们来看它的JNI层是怎么做的定义 JNINativeMethod类型的数组 gMethods，里面存储的就是 MediaRecorder 的 Native 方法与 JNI 层函数的对应关系<pre mdtype="fences" cid="n122" lang="" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" spellcheck="false" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit; color: rgb(51, 51, 51); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">//frameworks/base/media/jni/android_media_MediaRecorder.cppstatic const JNINativeMethod gMethods[] = { {"start", "()V", (Void)android_media_MediaRecord_Start}, ...}</pre>其中start 是 java 层的Native方法，对应的JNI 层的函数为 android_media_MediaRecord_start; ()V是start方法的签名信息； 定义完该数组后还需注册它，注册的函数为 register_android_media_MediaRecorderJNI_OnLoad 函数会在调用 System.LoadLibrary 函数后调用； 因此，注册函数就被统一定义在android_media_MediaPlayer.cpp 的 JNI_OnLoad函数中在register_android_media_MediaRecorder 方法中返回了 AndroidRuntime 的 registerNativeMethods 函数，也就是会调用该方法在Android Runtime的registerNativeMethods函数中又返回了jniRegisterNativeMethods函数，它被定义在 JNI 帮助类 JNIHelp.cpp 中jniRegisterNativeMethods 方法中最终通过调用的 JNIEnv 的 RegisterNatives 函数来完成JNI的注册数据类型的转换、基本数据类型的转换； 基本数据类型转换除了最后一行的 void，其他的数据类型只需要在前面加上 “j” 就可以了，第三列的 Signature 代表签名格式JavaNativeSignaturebytejbyteBcharjcharCbooleanjbooleanZvoidvoidV引用数据类型的转换数组的 JNI 层数据类型需要以 “Array” 结尾，签名格式的开头都会有 “I”； 需要注意有些数据类型的签名以 ";” 结尾， 引用数据类型还具有继承关系 jclass、jstring、jarray和jthrowable都继承 jobject，而 jobjectArray、jintArray和jlongArray等类型都继承 jarray尾述技术是无止境的，你需要对自己提交的每一行代码、使用的每一个工具负责，不断挖掘其底层原理，才能使自己的技术升华到更高的层面Android 架构师之路还很漫长，与君共勉PS:有问题欢迎指正,可以在评论区留下你的建议和感受欢迎大家点赞评论，觉得内容可以的话，可以转发分享一下