在 Java 和 C 之间发送 int[]s

Question

我在 Android 中有一些图像处理 Java 代码，它们作用于两个大型 int 数组。大多数时候，Java 足够快，但我需要通过 JNI 和 NDK 使用 C 来加速一些操作。

我知道可以将数据从 int 数组传递给 C 的唯一方法是使用 ByteBuffer.allocateDirect 创建一个新缓冲区，将数据复制到该缓冲区，然后让 C 代码对缓冲区进行操作。

但是，我看不到任何方法可以在 Java 中操作此缓冲区中的数据，就好像该缓冲区是 int[] 或 byte[]。例如，对 ByteBuffer.array() 的调用将在新创建的缓冲区上失败。有什么办法可以做到吗？

我的内存有限，想减少我需要的数组/缓冲区的数量。例如，如果我可以使用 IntBuffer.wrap(new int[...]) 创建缓冲区，然后直接在 Java 中操作支持缓冲区的数组，那就太好了，但我不能这样做，因为唯一似乎在这里为 JNI 工作的是 ByteBuffer.allocateDirect。

还有其他方法可以在 C 和 Java 之间来回发送数据吗？我可以在 C 端分配内存并让 Java 直接向那里发送数据吗？

编辑：比较缓冲区使用与 int[] 使用的基准：

int size = 1000;
IntBuffer allocateDirect = java.nio.ByteBuffer.allocateDirect(4 * size).asIntBuffer();
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
  for (int x = 0; x < size; ++x)
  {
    int v = allocateDirect.get(x);
    allocateDirect.put(x, v + 1);
  }
}

int[] intArray = new int[size];
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
  for (int x = 0; x < size; ++x)
  {
    int v = intArray[x];
    intArray[x] = v + 1;
  }
}

在 Droid 手机上，缓冲区版本大约需要 10 秒才能完成，而数组版本大约需要 0.01 秒。

Answer 1

来自http://java.sun.com/docs/books/jni/html/objtypes.html，使用JNI的Get/Release<TYPE>ArrayElements(...)

在这个例子中，我将传递一个数组（为了参数，它是int array = new int[10]，然后用 0-9 填充它

 JNIEXPORT jint JNICALL 
 Java_IntArray_doStuffArray(JNIEnv *env, jobject obj, jintArray arr)
 {

     // initializations, declarations, etc
     jint *c_array;
     jint i = 0;

     // get a pointer to the array
     c_array = (*env)->GetIntArrayElements(env, arr, NULL);

     // do some exception checking
     if (c_array == NULL) {
         return -1; /* exception occurred */
     }

     // do stuff to the array
     for (i=0; i<10; i++) {
         c_array[i] = i;
     }

     // release the memory so java can have it again
     (*env)->ReleaseIntArrayElements(env, arr, c_array, 0);

     // return something, or not.. it's up to you
     return 0;
 }

学习第 3.3 节，特别是第 3.3.2 节——这将允许您获取指向 java 内存中数组的指针、修改它并释放它，实际上允许您在本机代码中修改数组。

我刚刚在自己的项目中使用过它（使用短数组），效果很好:)

Answer 2

如果您使用直接分配的缓冲区，则可以使用 GetDirectBufferAddress 函数直接从 C 访问支持数组。这可以防止复制该区域的区域。

您可以像操作普通的 C 数组一样直接对返回的地址进行操作，它会直接修改 Java 直接分配的缓冲区。

然后，正如临时说明的那样，您可以使用 ByteBuffer.asIntBuffer() 和 family 以模拟各种 Java 原语的数组的方式访问缓冲区。

http://download.oracle.com/javase/1.4.2/docs/guide/jni/jni-14.html

Answer 3

您可以使用回调将数据从原生层发送到 Java。

在 Java 层中：在我的本机类中，我有以下方法：

//Native method
public native String getStrData(int size);

//Callback method
public void addData(char[] native_data, int size) {

    ...

}

在原生层：在我的原生实现中：

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_pkg_NativeClass_getStrData 
   (JNIEnv *env, jobject obj, jint size) {
     ...

     jclass native_class;           /* Callback: native class */
     jmethodID native_method_id;    /* Callback: native method id */
     jcharArray row;                /* Callback: native data */

     ...

    /* Start Callback: Native to Java  */   
    native_class = (*env)->GetObjectClass(env, obj);
    native_method_id = (*env)->GetMethodID(env, native_class, "addData", "([CI)V");
    if (native_method_id == 0) {
        return (jstring)ERR_NATIVE_METHODID;
    }
    row = (jcharArray)(*env)->NewCharArray(env, size);
    /* jc has the data to be sent to Java */
    (*env)->SetCharArrayRegion(env, (jcharArray)row, (jsize)0, size, (jchar *)jc);

    (*env)->CallVoidMethod(env, obj, native_method_id, row, size);
    /* End Callback */

     ...
}