Android JNI开发解析

雨点打透心脏的1/2处 2022-02-04 08:53 300阅读 0赞

### 1.JNI简介 ###

JNI的含义：Java native interface，是为了方便Java调用C、C++本地代码所封装的一层接口

### 2.JavaVM和JNIEnv ###

JNI定义了两个关键数据结构，“JavaVM”和“JNIEnv”。这两者基本上都是指向函数表指针的指针。（在C ++版本中，它们是带有指向函数表的指针的类，以及用于指向表中的每个JNI函数的成员函数。）

JavaVM提供“调用接口”函数，允许您创建和销毁JavaVM的。理论上，每个进程可以有多个JavaVM，但Android只允许一个。

JNIEnv提供了大多数JNI功能。本地函数都接收JNIEnv作为第一个参数。

### 3.jclass，jmethodID和jfieldID ###

如果要从本机代码访问对象的字段，请执行以下操作：

*  获取类的类对象引用 FindClass
 *  获取该字段的字段ID GetFieldID
 *  使用适当的内容获取字段的内容，例如 GetIntField

### 4.JNI的注册方式 ###

JVM 查找 native 方法有两种方式：

*  按照 JNI 规范的命名规则（静态注册）
 *  调用 JNI 提供的 RegisterNatives 函数，将本地函数注册到 JVM 中（动态注册）

#### 4.1静态注册实现： ####

##### com\_ad\_jnidemo\_JniUtils.h代码如下： #####

#ifndef _Included_com_ad_jnidemo_JniUtils
    #define _Included_com_ad_jnidemo_JniUtils
    #ifdef __cplusplus
    extern "C" { 
    #endif
    /* * Class: com_ad_jnidemo_JniUtils * Method: getJniString * Signature: ()Ljava/lang/String; */
    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_ad_jnidemo_JniUtils_getJniString
      (JNIEnv *, jclass);
    
    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif
    #endif

**注意**：以上的com\_ad\_jnidemo\_JniUtils.h文件是根据执行命令*javah com.ad.jnidemo.JniUtils .java*所生成的文件。

##### com\_ad\_jnidemo\_JniUtils.cpp代码如下： #####

#include "com_ad_jnidemo_JniUtils.h"
    
    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_ad_jnidemo_JniUtils_getJniString
            (JNIEnv *env, jclass) { 
        // new 一个字符串，返回Hello World
        return env -> NewStringUTF("Hello World From Jni");
    }

##### Java调用实现， JniUtils.java代码如下： #####

public class JniUtils { 
    
        static { 
            System.loadLibrary("JNIUtils");
        }
    
    	//native接口，将调用com_ad_jnidemo_JniUtils.cpp中的Java_com_ad_jnidemo_JniUtils_getJniString()方法
    	//静态注册
        public static native String getJniString();
    }

#### 4.2动态注册实现： ####

##### com\_ad\_jnidemo\_JniUtils.h代码不变，跟上面静态注册代码一样； #####

##### com\_ad\_jnidemo\_JniUtils.cpp代码如下： #####

#include <assert.h>
    #include "com_ad_jnidemo_JniUtils.h"
    
    ///
    /* * Static register */
    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_ad_jnidemo_JniUtils_getJniString
            (JNIEnv *env, jclass) { 
        // new 一个字符串，返回Hello World
        return env -> NewStringUTF("Hello World From Static Reg Jni");
    }
    
    ///
    /* * Dynamic register */
     
    //步骤一：定义需要注册的java文件
    #define JNIREG_CLASS "com/ad/jnidemo/JniUtils"
    
    //步骤二：编写C++层的实现函数
    jstring dynamic_reg_getJniString(JNIEnv* env, jobject thiz){ 
        return env -> NewStringUTF("Hello World From Dynamic Reg Jni");
    }
    
    //步骤三：方法对应表
    //"getJniStringFromDynamicReg"，注册java文件"com/ad/jnidemo/JniUtils"中的接口
    //dynamic_reg_getJniString，C++层的实现函数
    static JNINativeMethod gMethods[] = { 
            { "getJniStringFromDynamicReg", "()Ljava/lang/String;", (void *) dynamic_reg_getJniString},
    };
    
    //步骤四：为某一个类注册本地方法，主要注册"com/ad/jnidemo/JniUtils"文件
    static 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;
    }
    
    //同步骤四，为所有类注册本地方法
    static int registerNatives(JNIEnv* env) { 
        return registerNativeMethods(env, JNIREG_CLASS, gMethods,sizeof(gMethods) / sizeof(gMethods[0]));
    }
    
    //步骤五：执行动态注册
    /* * System.loadLibrary("lib")时调用 * 如果成功返回JNI版本, 失败返回-1 */
    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;
        }
        assert(env != NULL);
        if (!registerNatives(env)) { //注册
            return -1;
        }
    
        result = JNI_VERSION_1_6;
        return result;
    }

实现关键步骤，请参照代码注释中的步骤一、二、三、四、五。

##### Java调用实现， JniUtils.java代码如下： #####

package com.ad.jnidemo;
    
    public class JniUtils { 
    
        static { 
            System.loadLibrary("JNIUtils");
        }
    
    	//native接口，将调用com_ad_jnidemo_JniUtils.cpp中的Java_com_ad_jnidemo_JniUtils_getJniString()方法
    	//静态注册
        public static native String getJniString();
    
    	//动态注册接口
        public static native String getJniStringFromDynamicReg();
    }

#### 4.3 mk编译文件 ####

Android.mk文件如下：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
    include $(CLEAR_VARS)
    
    LOCAL_MODULE := JNIUtils
    LOCAL_SRC_FILES := com_ad_jnidemo_JniUtils.cpp
    
    include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

Application.mk文件如下：

APP_MODULES := JNIUtils
    APP_ABI := all
    APP_STL = c++_static