解析本地方法映射Java层的数据类型

2023-09-15 08:39:05 60

前言

Java语言上定义了不同的数据类型，比如有基础类型int、double等等，还有所有类的父类Object等，这些都是Java层面的类型，而使用本地方法的处理过程需要有它们对应的类型。

大概的流程

Java层编写的本地方法，被编译器编译为字节码，字节码将按照规范将不同类型的参数给记录到class文件中，比如B表示byte、I表示int、J表示long等等。那么一个如下的本地方法，被记录为(Ljava/lang/Object;II)V。

publicstaticnativevoidtest(Objecto,inti,inti2);

上述对应的方法被注册JVM中，当执行到调用本地方法时则会按照类型映射转换成本地数据类型，比如int->jint和Object->jobject。这里其实int和jint在C++中是一样的，只是用typedef定义了另外一个名称而已，而jobject是一个指针，执行引擎在执行Java层逻辑时生成了Object对象，它在JVM层有专门的数据结构，这里的jobject就是指向这个结构的指针，在需要使用时可以强制转换成JVM层的数据结构，然后即可对其进行操作。另外，JVM中用oop来表示对象指针。

基础类型映射

JavaType	NativeType	value
boolean	jboolean	true或false
byte	jbyte	-128~127
short	jshort	-pow(2,15)~pow(2,15)-1
int	jint	-pow(2,31)~pow(2,31)-1
long	jlong	-pow(2,63)~pow(2,63)-1
float	jfloat	IEEE754标准单精度浮点数
double	jdouble	IEEE754标准双精度浮点数
char	jchar	16位不带符号，Unicode字符

引用类型映射

除了基础的类型映射外，Java层其他对象类型为引用类型，那么本地方法对应的是jobject类型，另外，它还会派生出经常用的一些子类，比如jstring、jclass等等，具体如下，

class_jobject{};
class_jclass:public_jobject{};
class_jthrowable:public_jobject{};
class_jstring:public_jobject{};
class_jarray:public_jobject{};
class_jbooleanArray:public_jarray{};
class_jbyteArray:public_jarray{};
class_jcharArray:public_jarray{};
class_jshortArray:public_jarray{};
class_jintArray:public_jarray{};
class_jlongArray:public_jarray{};
class_jfloatArray:public_jarray{};
class_jdoubleArray:public_jarray{};
class_jobjectArray:public_jarray{};

可以看到定义了_jobject类，该类为空类，而其他的类包括_jclass_jthrowable_jstring_jarray都是继承_jobject类。此外，数组类型还派生出了9个子类，分别对应基础类型数组和引用类型数组。

前面定义完类后再定义指针别名，这里的就是本地方法的类型了。另外，这些都是C++的定义，如果是C编译器则会使用struct来定义_jobject，而非class。

typedef_jobject*jobject;
typedef_jclass*jclass;
typedef_jthrowable*jthrowable;
typedef_jstring*jstring;
typedef_jarray*jarray;
typedef_jbooleanArray*jbooleanArray;
typedef_jbyteArray*jbyteArray;
typedef_jcharArray*jcharArray;
typedef_jshortArray*jshortArray;
typedef_jintArray*jintArray;
typedef_jlongArray*jlongArray;
typedef_jfloatArray*jfloatArray;
typedef_jdoubleArray*jdoubleArray;
typedef_jobjectArray*jobjectArray;

CPP的空类

上面的引用类型定义为空类，这里了解下C++的空类，通常我们要定义一个空类可以如下两种方式，

classEmpty{}
structEmpty{}

经过上述定义后的空类，它的大小为1，但是一个空类啥都没有的话它有什么用呢？其实它可以用来区分不同的对象，空类定义的不同对象拥有不同的地址，使用new操作出来的对象也有不同的指针，而且空类也能区分不同的类别。

指针转换

所以有了这些类型映射后我们是怎么联系起来使用的呢？其实很简单，答案就是进行指针转换，前面提到过Java层的对象在JVM中是有一定的数据结构的，即用oop来表示对象指针，那么jobject可以作如下转换，其中handle即为jobject类型。

oopresult=*reinterpret_cast(handle);

转换成oop后要进一步处理就很方便了，比如想要获取一些类相关的元数据时可以使用其中的klass来获取。

总结

以上，Java层定义的类型在本地方法有着与之相对应的数据类型，而且Java层源码被编译为字节码后保存了本地方法参数对应的类型，JVM执行时可以根据不同的类型转换成本地方法对应的类型，而本地方法定义的类型都为空类，主要作用是用来绑定对象，并且可以区分对象类型，在必要时刻通过指针转换即可访问对象或类元数据。