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Android JNI总结

天王盖地虎626
 天王盖地虎626
发布于 01/22 23:39
字数 1762
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0x01 JNI介绍

JNI是Java Native Interface的缩写,JNI不是Android专有的东西,它是从Java继承而来,但是在Android中,JNI的作用和重要性大大增强。

JNI在Android中起着连接Java和C/C++层的作用,现在APP的许多重要的逻辑,算法以及和底层的交互功能都是通过JNI调用C/C++来实现。

简单来说,JNI提供了一种可以让Java代码调用C/C++代码的接口。   

0x02 JNI中的类型/数据结构

JNI的类型/数据结构,以及函数的声明都放在jni.h的头文件中,这个头文件可以在NDK的platforms文件夹下android对应版本的对应架构文件夹下找到。比如

platforms\android-21\arch-arm64\usr\include\jni.h

一些比较重要的类型如下:

1. 基本类型(都是一些C类型的重命名)

clip_image001

2. 常见的对象类型

clip_image002

jobject 代表Java中的对象

jstring 代表Java中的String类型

jclass 代表Java中的类

jobjectArray/jbooleanArray 等都是数组类型

3. JNIEnv代表JNI环境的结构体

clip_image003

可以看到JNIEnv结构体中有大量函数指针,我们可以通过这个结构体来调用jni.h中声明的函数,之后会有代码来说明这结构体的作用

0x03 Native函数的静态注册与动态注册

前面的数据类型比较无聊,其实我们主要关注的还是Java native函数是怎么和C/C++关联起来的,关联起来后,C/C++函数的编写和正常的C/C++代码基本相同。

Native函数的注册有两种方式:静态注册和动态注册。

关于使用Android Studio编写Native代码的相关配置可以参考:

http://tools.android.com/tech-docs/new-build-system/gradle-experimental

1. 静态注册

静态注册较为简单,所以先来用一个例子来说明一下静态注册。

使用AndroidStdio新建项目,我们把项目命名为HelloNative

在项目中新建一个文件夹jni

clip_image004

在MainActiviy中声明两个native属性函数,第一个函数为static, AS提供alt+enter快捷键可以新建mainactivity并快速生成这两个函数对应的Native层函数框架

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public static native String Hello1();

public native String Hello2(int vint);

在MainActivity开始处加载so库

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static {

    System.loadLibrary("mainactivity");

}

mainactivity.c:

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#include <jni.h>

 

JNIEXPORT jstring JNICALL

Java_dlive_hellonative_MainActivity_Hello1(JNIEnv *env, jclass type) {

    return (*env)->NewStringUTF(env, "natvie hello1");

}

 

JNIEXPORT jobject JNICALL

Java_dlive_hellonative_MainActivity_Hello2(JNIEnv *env, jobject instance, jint vint) {

 

    // TODO

    return (*env)->NewStringUTF(env, "native hello2");

}

mainactiviy.c中的函数就是我们要编写的native函数

Java_dlive_hellonative_MainActivity_Hello1对应Java中声明的Hello1函数

Java_dlive_hellonative_MainActivity_Hello2对应Java中声明的Hello2函数

这就是静态注册,即Native函数的函数名由Hello1的packagename和Hello1的函数名组成,Java层调用Hello1时,会调用mainactivity.so中对应的

Java_dlive_hellonative_MainActivity_Hello1函数。

这里还有几点要注意:

1. Java层函数对应的Native层函数的第一个参数为JNIEnv*

2. 被声明为static的函数Hello1对应的Native函数

Java_dlive_hellonative_MainActivity_Hello1 第二个参数为jclass,表示Hello1函数所在的类

3. 没有static声明的函数对应的Native函数的第二个参数为jobject,表示调用Hello2的对象

4. Native函数从第三个参数开始才对应Java层函数的参数

2. 动态注册

动态注册与静态注册的区别在于Native的函数名可以自定义,然后使用JNI提供的

RegisterNatives动态将Java层函数和Native层函数绑定起来即可。

动态注册主要依赖两个函数JNI_OnLoad和RegisterNatives

JNI_Onload会在so加载的时候自动被调用,在JNI_Onload中调用RegisterNatives将Java层函数和Native层函数关联起来。

MainActivity.java中native属性的函数:

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public native String Hello3(MainActivity main);

在jni目录下新建hello.cpp和hello.h,在hello.cpp中实现native函数

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jstring helloNative(JNIEnv* env, jobject jobj, jobject jobj1)

{

    return env->NewStringUTF("hello native 3");

}

可以看到实现的函数名称为helloNative,而不是静态注册时很长的函数名。

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const char* gClassName = "dlive/hellonative2/MainActivity";

//JNINativeMethod是一个结构体

JNINativeMethod gMethods[] = {

        {"Hello3", "(Ldlive/hellonative2/MainActivity;)Ljava/lang/String;", (void*)helloNative},

};

gClassName : Java层类名

gMethods:{java层函数名,java层函数签名【(参数)返回值】,native层函数指针}

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//reserved 保留参数

JNIEXPORT jint JNICALL JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void* reserved) {

    JNIEnv* env = NULL;

//    jint result = -1;

    if(vm->GetEnv((void**)&env, JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) {

        return -1;

    }

    if (registerNativeMethods(env, gClassName, gMethods,

                              sizeof(gMethods) / sizeof(gMethods[0])) == JNI_FALSE)

    {

        return -1;

    }

    LOGD("So load success");

    return JNI_VERSION_1_6;

}

registerNativeMethods是找了一个网上的实现,就是封装了一下RegisterNatives

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int registerNativeMethods(JNIEnv* env, const char* className,

                                JNINativeMethod *gMethods, int numMethods) {

    jclass clazz;

    clazz = env->FindClass(className);

    if(clazz == NULL) {

        return JNI_FALSE;

    }

    if(env->RegisterNatives(clazz, gMethods, numMethods) < 0) {

        return JNI_FALSE;

    }

    return JNI_TRUE;

}

0x04 JNI中提供的函数

JNI中提供了哪些函数可以在jni.h中找到,这里只讲一下常用的几个函数。

讲解顺序是按照jni.h中声明的顺序排序的。

//根据packagename找到并返回java class

//比如 jclass stringClass = env -> FindClass("java/lang/String");

//jobjectArray array = env -> NewObjectArray(count, stringClass, NULL);

jclass FindClass(const char *name)

//生成一个Java对象

//clazz为FindClass的返回结果

//methodID指Java类的构造函数ID

//调用一个Java对象的方法或者存取一个Java对象的域变量前,要先知道这个方法或域变量的ID

//取得方法ID和域ID的函数:

//GetMethodID

//GetFieldID

//例子:

//jclass clazz = env->FindClass("android/content/Intent")

//jmethodID method = env->GetMethodID(clazz, "<init>", "Ljava/lang/String")

//jstring action = env -> NewStringUTF("android.intent.action.MAIN")

//jobject intent = env -> NewObject(clazz, method, action)

jobject NewObject(jclass clazz, jmethodID methodID, ...)

//clazz为FindClass返回值

//name为函数名字,如构造函数为 "<init>"

//sig为函数签名, 如Content类<init>的签名为,"Ljava/lang/String" (参数)

jmethodID GetMethodID(jclass clazz, const char *name, const char *sig)

//获取字符串内容,对应ReleaseStringUTFChars,该函数返回的指针要使用ReleaseStringUTFChars释放

const char* GetStringUTFChars(jstring str, jboolean *isCopy)

//创建clazz的对象数组,len为长度,init表示将数组元素初始化为什么一般为NULL

//jobjectArray array = env -> NewObjectArray(count, stringClass, NULL);S

jobjectArray NewObjectArray(jsize len, jclass clazz, jobject init)

//获取对象数组里的元素,第二个参数为数组下标

//如果一次只取一个元素,可以使用下面的函数,也不用释放内存,更加方便,参考《深入解析Android5.0系统》

jobject GetObjectArrayElement(jobjectArray array, jsize index)

//给对象数组元素赋值

// 例:

// for(int i=0; i< count; i++)

// {

// jstring str = env -> NewStringUTF("HELLO");

// if(str == NULL)

// {

// return NULL;

// }

// env -> SetObjectArrayElement(array, i, str);

// }

// return array;

void SetObjectArrayElement(jobjectArray array, jsize index,jobject val)

//返回int数组指针,第二个参数值是否拷贝一份数组出来,数组用完后要使用ReleaseIntArrayElements释放数组内存

jint * GetIntArrayElements(jintArray array, jboolean *isCopy)

注:本博客文章转载需带上原文链接

本文转载自:https://www.cnblogs.com/dliv3/p/5423243.html

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