JNI 面试题及答案

JNI 基础概念

问题：什么是 JNI？它的作用是什么？

JNI（Java Native Interface）是 Java 本地接口，用于实现 Java 代码与其他语言（如 C/C++）的交互。它允许 Java 程序调用本地代码（Native Code），反之亦然。JNI 常用于性能优化、访问硬件或操作系统特性、复用现有本地库等场景。

问题：JNI 的优缺点是什么？

优点：

可以调用本地代码，提升性能。
访问系统级功能或硬件特性。
复用已有的 C/C++ 库。

缺点：

增加了复杂性，跨语言调用容易出错。
破坏了 Java 的跨平台性。
内存管理需手动处理，容易引发内存泄漏或崩溃。

JNI 开发流程

问题：如何实现一个简单的 JNI 调用？

在 Java 类中声明 native 方法：

java 复制代码

public class NativeDemo {
    public native void sayHello();
    static {
        System.loadLibrary("NativeDemo");
    }
}

使用 javac 编译 Java 文件，生成 .class 文件。
使用 javah（或 javac -h）生成头文件（.h），包含 JNI 方法签名。

实现 C/C++ 代码，包含头文件并实现方法：

c 复制代码

#include <jni.h>
#include "NativeDemo.h"
JNIEXPORT void JNICALL Java_NativeDemo_sayHello(JNIEnv *env, jobject obj) {
    printf("Hello from JNI!\n");
}

编译为动态库（.so 或 .dll），并确保 Java 程序能加载该库。

JNI 数据类型与内存管理

问题：JNI 中如何表示 Java 的基本数据类型？

JNI 定义了与 Java 基本类型对应的本地类型：

jint（对应 int）、jlong（对应 long）
jfloat（对应 float）、jdouble（对应 double）
jboolean（对应 boolean）、jchar（对应 char）

问题：JNI 如何处理 Java 对象？

通过 jobject 类型表示 Java 对象。

局部引用（Local Reference）：默认创建，需手动释放或依赖 JNI 环境自动回收。
全局引用（Global Reference）：显式创建（NewGlobalRef），需手动释放。
弱全局引用（Weak Global Reference）：不阻止垃圾回收，需检查是否有效。

JNI 异常处理

问题：JNI 中如何捕获和处理 Java 异常？

检查异常：调用 JNI 函数后，使用 ExceptionCheck 或 ExceptionOccurred 检查是否有异常。
抛出异常：通过 ThrowNew 抛出新的异常。
清除异常：使用 ExceptionClear 清除当前异常。

示例代码：

c 复制代码

jclass clazz = (*env)->FindClass(env, "java/lang/NullPointerException");
if (clazz != NULL) {
    (*env)->ThrowNew(env, clazz, "Null pointer in JNI");
}

JNI 性能优化

问题：如何优化 JNI 调用的性能？

减少 JNI 调用次数：批量传递数据而非频繁调用。
使用局部引用缓存：避免重复查找类或方法 ID。
直接访问缓冲区：如 GetPrimitiveArrayCritical 或 NewDirectByteBuffer。
避免跨线程调用：JNIEnv 是线程相关的，需正确处理线程绑定。

JNI 线程安全

问题：JNI 如何实现多线程安全？

每个线程需通过 AttachCurrentThread 获取自己的 JNIEnv。
全局引用是线程安全的，但需注意同步问题。
避免在本地代码中长时间持有对象引用，防止内存泄漏。

示例代码：

c 复制代码

JavaVM *jvm; // 全局变量
JNIEnv *env;
(*jvm)->AttachCurrentThread(jvm, (void **)&env, NULL);
// 调用 JNI 方法
(*jvm)->DetachCurrentThread(jvm);

JNI 常见问题

问题：JNI 调用时出现 UnsatisfiedLinkError 的可能原因？

动态库未正确加载：路径错误或库名不匹配。
方法签名不匹配：头文件中的函数名或参数与实现不一致。
库依赖缺失：本地库依赖的其他库未正确部署。

问题：如何调试 JNI 代码？

使用 printf 或日志输出调试信息。
通过 gdb 或 lldb 调试本地代码。
检查 adb logcat 输出的 Java 异常信息。

以上是常见的 JNI 面试题及答案，涵盖基础概念、开发流程、数据类型、异常处理、性能优化和线程安全等关键点。