有关Android JNI开发必须知道的

Bertha 。 2022-07-14 01:41 178阅读 0赞

在Android开发中，有时候我们需要依赖设备上的某些特定功能，例如打印功能，那么就需要调用一些“so”文件，这样才能使用打印功能。这些“so”文件其实是用c/c++编写的代码，而Java为这样的开发需求提出了自己的标准，就是 JNI开发。

本篇文章只是简单介绍JNI开发有关知识，如果需要开发JNI，请使用NDK以及查阅有关JNI开发文档。

一、概述。

1.什么是JNI？

JNI全称为Java Native Interface（JAVA本地调用）。从Java1.1开始，JNI成为java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码（如C&C++）进行交互。并非从Android发布才引入JNI的概念的。

JNI是一个协议，这个协议用来沟通java代码和外部的本地代码(c/c++)，外部的c/c++代码也可以调用java代码。JNI开发属于Java开发的范围，有关JNI开发，就得参考Java开发文档了！

2.为什么使用JNI？

(1).效率上 C/C++是本地语言，比java更高效；  
(2).代码移植，如果之前用C语言开发过模块，可以复用已经存在的c代码；  
(3).java反编译比C语言容易，一般加密算法都是用C语言编写，不容易被反编译。

二、JNI的数据类型。

我们知道Java的数据类型是跟C/C++的数据类型是不一样的，而JNI是处于Java和Native本地库（大部分是用C/C++写的）中间的一层，JNI对于两种不同的数据类型之间必须做一种转换，所以在JNI跟Java之间就会有数据类型的对应关系。

JNI的数据类型包含两种：基本类型和引用类型。基本类型主要有jboolea、jchar、jbyte等，他们和Java中的数据类型的对应关系如下图所示，

![Center][]

JNI中的引用类型主要有类、对象和数组，他们和Java中的引用类型的对应关系如下图所示，

![Center 1][]

三、JNI类型签名。

JNI方法签名。

为什么会有方法签名这种东西呢？这是因为Java这边支持函数重载，即虽然参数不一样，但是方法名一样，那么在JNI层它们的方法名都会是一样的，那JNI也会犯迷糊了，得找哪个呢？  
    不过也正是因为其参数类型是不一样的，所以就出现了方法签名，利用方法签名和方法名来唯一确定一个JNI函数的调用。  
    既然方法签名是基于参数类型的不同而形成的，首先要知道Java各数据类型对应的签名是什么，也就是所谓的类型签名。

JNI的类型签名标识了一个特定的Java类型，这个类型即可以是类和方法，也可以是数据类型。

1.类的签名比较简单，它采用**“L+包名+类名+;”**的形式，只需要将其中的"."替换为"/"即可。比如java.lang.String,它的签名为Ljava/lang/String;,注意末尾的";"也是签名的一部分。

2.基本类型的签名采用一系列大写字母来标识，如下图所示，

![Center 2][]

基本数据类型的签名是有规律的，**一般为首字母的大写，但是boolean和 long比较特殊，在使用时需要留意**。

3.对象和数组签名。

对象和数组的签名复杂一些。对于对象来说，它的签名就是对象所属的类的签名，比如String对象，它的签名为Ljava/lang/String;。

对于数组来说，其为 : ** \[ + 其类型的域描述符**。比如int数组，其类型为int，而int的签名为I，所以int数组的签名就是\[I，例如，

int[ ]     其描述符为[I
        float[ ]   其描述符为[F
        String[ ]  其描述符为[Ljava/lang/String;
        Object[ ]类型的域描述符为[Ljava/lang/Object;

对于多维数组则是  **n个\[ +该类型的域描述符 , N代表的是几维数组**。例如：

int  [ ][ ] 其描述符为[[I
        float[ ][ ] 其描述符为[[F

4.方法签名。

方法的签名为**（参数类型签名）+ 返回值类型签名。对于，没有返回值的，用V(表示void型)表示**。举个例子，

Java层方法                                               JNI函数签名
                    String test ( )                                          Ljava/lang/String;
                    int f (int i, Object object)                            (ILjava/lang/Object;)I
                    void set (byte[ ] bytes)                                ([B)V

四、JNI函数命名规则。

javah生成的c/c++头文件的时候，会对java中定义的 native 函数生成对应的jni层函数，如下：

#include <cn_xinxing_jnitest_CalculateUtils.h>
    
    JNIEXPORT jstring JNICALL  Java_cn_xinxing_jnitest_CalculateUtils_getStringFromNative
            (JNIEnv * env, jobject obj, jstring str){
        return str;
    }

首先函数名的格式遵循如下规则： **Java\_包名\_类名\_方法名**。比如 Java\_cn\_xinxing\_jnitest\_CalculateUtils\_getStringFromNative  
        (JNIEnv \* env, jobject obj, jstring str)，其中cn\_xinxing\_jnitest是包名，CalculateUtils是类名，getStringFromNative是方法名，jstring 是方法的String类型的参数。JNIEXPORT、JNICALL、JNIEnv和jobject都是JNI标准中所定义的类型或者宏，它们的含义如下：

(1).JNIEnv \* :表示一个指向JNI环境的指针，可以通过它来访问JNI提供的接口方法；

(2).jobject: 表示Java对象种的this；

(3).JNIEXPORT和JNICALL: 它们是JNI中所定义的宏可以在jni.h这个头文件中查找到。

如果不这样命名，当把动态库加载进DVM的时候，通过JNIEnv \*指针去查找Java Native方法对应的JNI方法的时候，就会找不到了。

五、JNI  调用流程。（出自[ Android的NDK开发(1)————Android JNI简介与调用流程][Android_NDK_1_Android JNI]）

众所周知，Android的应用层的类都是以Java写的，这些Java类编译为Dex文件之后，必须靠Dalvik虚拟机( Virtual Machine)来执行。假如在执行java程序时，需要载入C&C++函数时，Dalvik虚拟机就会去加载C&C++的库，（System.loadLibrary("libName");）让java层能顺利地调用这些本地函数。需要清楚一点，这些C&C++的函数并不是在Dalvik虚拟机中运行的，所以效率和速度要比在Dalvik虚拟机中运行得快很多。  
    Dalvik虚拟机成功加载库之后，就会自动地寻找库里面的JNI\_OnLoad函数，这个函数用途如下：  
(1)告诉Dalvik虚拟机此C库使用哪一个JNI版本。如果你的库里面没有写明JNI\_OnLoad()函数，VM会默认该库使用最老的JNI 1.1版本。但是新版的JNI做了很多的扩充，也优化了一些内容，如果需要使用JNI的新版功能，就必须在JNI\_OnLoad()函数声明JNI的版本。如

result = JNI_VERSION_1_4;

当没有JNI\_OnLoad()函数时，Android调试信息会做出如下提示（No JNI\_OnLoad found）

04-29 13:53:12.184: D/dalvikvm(361): Trying to load lib /data/data/com.conowen.helloworld/lib/libHelloWorld.so 0x44edea98
    04-29 13:53:12.204: D/dalvikvm(361): Added shared lib /data/data/com.conowen.helloworld/lib/libHelloWorld.so 0x44edea98
    04-29 13:53:12.204: D/dalvikvm(361): No JNI_OnLoad found in /data/data/com.conowen.helloworld/lib/libHelloWorld.so 0x44edea98, skipping init

(2)因为Dalvik虚拟机加载C库时，第一件事是调用JNI\_OnLoad()函数，所以我们可以在JNI\_OnLoad()里面进行一些初始化工作，如注册JNI函数等等。注册本地函数，可以加快java层调用本地函数的效率。  
另外：与JNI\_OnLoad()函数相对应的有JNI\_OnUnload()函数，当虚拟机释放该C库时，则会调用JNI\_OnUnload()函数来进行善后清除动作。

六、总结。

本篇文章只是简单介绍了JNI的基础知识，文章是笔者读书以及阅读其他文章的一个总结。如果要开发JNI，请看我的下篇文章，[你不知道的Android NDK开发][Android NDK]。部分内容来自《Android开发艺术探索》

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[Android_NDK_1_Android JNI]: http://blog.csdn.net/conowen/article/details/7521340
[Android NDK]: http://blog.csdn.net/zxw136511485/article/details/53304258