解析本地方法映射Java層的數據類型

前言

Java 語言上定義了不同的數據類型，比如有基礎類型int、double等等，還有所有類的父類Object等，這些都是 Java 層面的類型，而使用本地方法的處理過程需要有它們對應的類型。

大概的流程

Java 層編寫的本地方法，被編譯器編譯為字節碼，字節碼將按照規范將不同類型的參數給記錄到 class 文件中，比如 B 表示 byte、I 表示 int、J 表示 long 等等。那么一個如下的本地方法，被記錄為(Ljava/lang/Object;II)V。

public static native void test(Object o, int i, int i2);

上述對應的方法被注冊JVM中，當執行到調用本地方法時則會按照類型映射轉換成本地數據類型，比如int->jint和Object->jobject。這里其實 int 和 jint 在 C++ 中是一樣的，只是用 typedef 定義了另外一個名稱而已，而 jobject 是一個指針，執行引擎在執行 Java 層邏輯時生成了 Object 對象，它在 JVM 層有專門的數據結構，這里的 jobject 就是指向這個結構的指針，在需要使用時可以強制轉換成 JVM 層的數據結構，然后即可對其進行操作。另外，JVM 中用 oop 來表示對象指針。

基礎類型映射

引用類型映射

除了基礎的類型映射外，Java 層其他對象類型為引用類型，那么本地方法對應的是 jobject 類型，另外，它還會派生出經常用的一些子類，比如 jstring、jclass 等等，具體如下，

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 {};

可以看到定義了_jobject類，該類為空類，而其他的類包括_jclass _jthrowable _jstring _jarray都是繼承_jobject類。此外，數組類型還派生出了9個子類，分別對應基礎類型數組和引用類型數組。

前面定義完類后再定義指針別名，這里的就是本地方法的類型了。另外，這些都是 C++ 的定義，如果是 C 編譯器則會使用 struct 來定義 _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的空類

上面的引用類型定義為空類，這里了解下C++的空類，通常我們要定義一個空類可以如下兩種方式，

class Empty{}
struct Empty{}

經過上述定義后的空類，它的大小為1，但是一個空類啥都沒有的話它有什么用呢？其實它可以用來區分不同的對象，空類定義的不同對象擁有不同的地址，使用new操作出來的對象也有不同的指針，而且空類也能區分不同的類別。

指針轉換

所以有了這些類型映射后我們是怎么聯系起來使用的呢？其實很簡單，答案就是進行指針轉換，前面提到過 Java 層的對象在 JVM 中是有一定的數據結構的，即用 oop 來表示對象指針，那么 jobject 可以作如下轉換，其中 handle 即為 jobject 類型。

oop result = *reinterpret_cast<oop*>(handle);

轉換成 oop 后要進一步處理就很方便了，比如想要獲取一些類相關的元數據時可以使用其中的 klass 來獲取。

總結

以上，Java 層定義的類型在本地方法有著與之相對應的數據類型，而且 Java 層源碼被編譯為字節碼后保存了本地方法參數對應的類型，JVM 執行時可以根據不同的類型轉換成本地方法對應的類型，而本地方法定義的類型都為空類，主要作用是用來綁定對象，并且可以區分對象類型，在必要時刻通過指針轉換即可訪問對象或類元數據。