标签:
NDK项目源码地址 :
-- 第一个JNI示例程序下载 : GitHub - https://github.com/han1202012/NDKHelloworld.git
-- Java传递参数给C语言实例程序 : GitHub - https://github.com/han1202012/NDKParameterPassing.git
--C语言回调Java方法示例程序 : GitHub - https://github.com/han1202012/NDK_Callback.git
--分析Log框架层JNI源码所需的Android底层文件 : CSDN - http://download.csdn.net/detail/han1202012/6905507
开发环境介绍 :
-- eclipse : adt-bundle-windows-x86-20130917
-- sdk : 版本 2.3.3
-- ndk : android-ndk-r9c-windows-x86.zip
-- cygwin : 所需组件 binutils , gcc , gcc-mingw , gdb , make;
-- javah : jdk6.0自带工具
-- javap : jdk6.0自带工具
一. JNI介绍
1. JNI引入
JNI概念 : Java本地接口,Java Native Interface, 它是一个协议, 该协议用来沟通Java代码和外部的本地C/C++代码, 通过该协议 Java代码可以调用外部的本地代码, 外部的C/C++ 代码可以调用Java代码;
C和Java的侧重 :
-- C语言 : C语言中最重要的是 函数 function;
-- Java语言 : Java中最重要的是 JVM, class类, 以及class中的方法;
C与Java如何交流 :
-- JNI规范 : C语言与Java语言交流需要一个适配器, 中间件, 即 JNI, JNI提供了一种规范;
-- C语言中调用Java方法 : 可以让我们在C代码中找到Java代码class中的方法, 并且调用该方法;
-- Java语言中调用C语言方法 : 同时也可以在Java代码中, 将一个C语言的方法映射到Java的某个方法上;
-- JNI桥梁作用 : JNI提供了一个桥梁, 打通了C语言和Java语言之间的障碍;
JNI中的一些概念 :
-- native : Java语言中修饰本地方法的修饰符, 被该修饰符修饰的方法没有方法体;
-- Native方法 : 在Java语言中被native关键字修饰的方法是Native方法;
-- JNI层 : Java声明Native方法的部分;
-- JNI函数 : JNIEnv提供的函数, 这些函数在jni.h中进行定义;
-- JNI方法 : Native方法对应的JNI层实现的 C/C++方法, 即在jni目录中实现的那些C语言代码;
2. Android中的应用程序框架
正常情况下的Android框架 : 最顶层是Android的应用程序代码, 上层的应用层 和 应用框架层 主要是Java代码, 中间有一层的Framework框架层代码是 C/C++代码, 通过Framework进行系统调用, 调用底层的库 和linux 内核;
使用JNI时的Android框架 : 绕过Framework提供的调用底层的代码, 直接调用自己写的C代码, 该代码最终会编译成为一个库, 这个库通过JNI提供的一个Stable的ABI 调用linux kernel;ABI是二进制程序接口 application binary interface.
纽带 : JNI是连接框架层 (Framework - C/C++) 和应用框架层(Application Framework - Java)的纽带;
JNI在Android中作用 : JNI可以调用本地代码库(即C/C++代码), 并通过 Dalvik虚拟机 与应用层 和 应用框架层进行交互, Android中JNI代码主要位于应用层 和 应用框架层;
-- 应用层 : 该层是由JNI开发, 主要使用标准JNI编程模型;
-- 应用框架层 : 使用的是Android中自定义的一套JNI编程模型, 该自定义的JNI编程模型弥补了标准JNI编程模型的不足;
Android中JNI源码位置 : 在应用框架层中, 主要的JNI代码位于 framework/base目录下, 这些模块被编译成共享库之后放在 /system/lib 目录下;
NDK与JNI区别 :
-- NDK: NDK是Google开发的一套开发和编译工具集, 主要用于Android的JNI开发;
-- JNI : JNI是一套编程接口, 用来实现Java代码与本地的C/C++代码进行交互;
JNI编程步骤:
-- 声明native方法 : 在Java代码中声明 native method()方法;
-- 实现JNI的C/C++方法 : 在JNI层实现Java中声明的native方法, 这里使用javah工具生成带方法签名的头文件, 该JNI层的C/C++代码将被编译成动态库;
-- 加载动态库 : 在Java代码中的静态代码块中加载JNI编译后的动态共享库;
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3. JNI作用
JNI作用 :
-- 扩展: JNI扩展了JVM能力, 驱动开发, 例如开发一个wifi驱动, 可以将手机设置为无限路由;
-- 高效 : 本地代码效率高, 游戏渲染, 音频视频处理等方面使用JNI调用本地代码, C语言可以灵活操作内存;
-- 复用 : 在文件压缩算法 7zip开源代码库, 机器视觉 openCV开放算法库 等方面可以复用C平台上的代码, 不必在开发一套完整的Java体系, 避免重复发明轮子;
-- 特殊 : 产品的核心技术一般也采用JNI开发, 不易破解;
Java语言执行流程 :
-- 编译字节码 : Java编译器编译 .java源文件, 获得.class 字节码文件;
-- 装载类库 : 使用类装载器装载平台上的Java类库, 并进行字节码验证;
-- Java虚拟机 : 将字节码加入到JVM中, Java解释器 和 即时编译器 同时处理字节码文件, 将处理后的结果放入运行时系统;
-- 调用JVM所在平台类库 : JVM处理字节码后, 转换成相应平台的操作, 调用本平台底层类库进行相关处理;
Java一次编译到处执行 : JVM在不同的操作系统都有实现, Java可以一次编译到处运行, 字节码文件一旦编译好了, 可以放在任何平台的虚拟机上运行;
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二. NDK详解
1. 交叉编译库文件
C代码执行 : C代码被编译成库文件之后, 才能执行, 库文件分为动态库 和静态库 两种;
-- 动态库 : unix环境下.so 后缀的是动态库, windows环境下.dll 后缀的是动态库; 动态库可以依赖静态库加载一些可执行的C代码;
-- 静态库 :.a 后缀是静态库的扩展名;
库文件来源 : C代码 进行 编译 链接操作之后, 才会生成库文件, 不同类型的CPU 操作系统 生成的库文件是不一样;
-- CPU分类 : arm结构, 嵌入式设备处理器; x86结构, pc 服务器处理器; 不同的CPU指令集不同;
-- 交叉编译 :windows x86编译出来的库文件可以在arm平台运行的代码;
-- 交叉编译工具链 : Google提供的 NDK 就是交叉编译工具链, 可以在linux环境下编译出在arn平台下执行的二进制库文件;
NDK作用 : 是Google提供了交叉编译工具链, 能够在linux平台编译出在arm平台下执行的二进制库文件;
NDK版本介绍 : android-ndk-windows 是在windows系统中的cygwin使用的, android-ndk-linux 是在linux下使用的;
2. 部署NDK开发环境
(1) 下载Cygwin安装器
下载地址 : http://cygwin.com/setup-x86.exe , 这是下载器, 可以使用该下载器在线安装, 也可以将cygwin下载到本地之后, 在进行安装;
安装器使用 : Cygwin的下载, 在线安装, 卸载 等操作都有由该安装器进行;
-- 本地文件安装 : 选择安装文件所在的目录, 然后选择所要安装的安装包;
-- 在线安装 : 选择在线安装即可, 然后选择需要的安装包;
-- 卸载 : windows上使用其它软件例如360, 控制面板中是无法卸载Cygwin的, 只能通过安装器来卸载;
(2) 安装Cygin
双击安装器 setup-x86.exe 下一步 :
选择安装方式 :
-- 在线安装 : 直接下载, 然后安装;
-- 下载安装文件 : 将安装文件下载下来, 可以随时安装, 注意安装文件也需要安装器来进行安装;
-- 从本地文件安装 : 即使用下载的安装文件进行安装;
选择Cygwin安装位置 :
选择下载好安装文件位置 : 之前我下了一个完全版的Cygwin, 包括了所有的Cygwin组件, 全部加起来有5.23G, 下载速度很快, 使用网易的镜像, 基本可以全速下载;
选择需要安装Cygwin组件 : 这里我们只需要以下组件 : binutils , gcc , gcc-mingw , gdb , make , 不用下全部的组件;
之后点击下一步等待完成安装即可;
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安装完之后, 打开bash命令窗口, 可以设置下显示的字体, 使用 make -version 查看是否安装成功 :
(3) Cygwin目录介绍
以下是Cygwin安装目录的情况 : 该安装目录就是所模拟的linux 的根目录;
对应的linux目录 : 这两个目录进行对比发现, 两个目录是一样的, Cygwin的安装目录就是 linux根目录;
cygdrive目录 : 该目录是Cygwin模拟出来的windows目录结构, 进入该目录后, 会发现windows的盘符目录, 通过该目录可以访问windows中的文件;
(4) 下载NDK工具
从Google的Android开发者官网上下载该工具, 注意NDK工具分类 : 下载地址 -http://developer.android.com/tools/sdk/ndk/index.html -;
-- windows版本NDK:android-ndk-r9c-windows-x86.zip (32位),android-ndk-r9c-windows-x86_64.zip (64位) 该版本是用在windows上的Cygwin下, 不能直接在windows上直接运行;
-- linux版本NDK :android-ndk-r9c-linux-x86.tar.bz2(32位) , android-ndk-r9c-linux-x86_64.tar.bz2 (64位) , 该版本直接在linux下执行即可;
在这里下载windows版本的NDK, 运行在Cygwin上;
(4) NDK环境介绍
NDK工具的文件结构 :
ndk-build脚本 : NDK build 脚本是 gun-make 的简单封装, gun-make 是编译C语言代码的工具, 该脚本执行的前提是linux环境下必须安装 make 程序;
NDK安装在Cygwin中 : 将NDK压缩文件拷贝到Cygwin的根目录中, 解压 : android-ndk-r9c 目录就是NDK目录;
执行以下NDK目录下的 ndk-build 命令 : ./ndk-build ;
执行结果 :
- <span style="font-family: ‘Courier New‘;">Android NDK: Could not find application project directory !
- Android NDK: Please define the NDK_PROJECT_PATH variable to point to it.
- /android-ndk-r9c/build/core/build-local.mk:148: *** Android NDK: Aborting 。 停止。</span>
三. 开发第一个NDK程序
1. 开发NDK程序流程
a. 创建Android工程:
首选创建一个Android工程, 在这个工程中进行JNI开发;
b. 声明native方法 :
注意方法名使用 native 修饰, 没有方法体 和 参数, eg : public native String helloFromJNI();
c. 创建C文件 :
在工程根目录下创建 jni 目录, 然后创建一个c语言源文件, 在文件中引入 include <jni.h> , C语言方法声明格式 jstring Java_shuliang.han.ndkhelloworld_MainActivity_helloFromJNI(JNIEnv *env) , jstring 是 Java语言中的String类型, 方法名格式为 : Java_完整包名类名_方法名();
-- JNIEnv参数 : 代表的是Java环境, 通过这个环境可以调用Java里面的方法;
-- jobject参数 : 调用C语言方法的对象, thiz对象表示当前的对象, 即调用JNI方法所在的类;
d. 编写Android.mk文件 :
如何写 查看文档, NDK根目录下有一个 documentation.html 文档, 点击该html文件就可以查看文档, 查看 Android.mk File 文档, 下面是该文档给出的 Android.mk示例 :
- LOCAL_PATH := $(call my-dir)
-
- include $(CLEAR_VARS)
-
- LOCAL_MODULE := hello-jni
- LOCAL_SRC_FILES := hello-jni.c
-
- include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
-- LOCAL_PATH : 代表mk文件所在的目录;
-- include $(CLEAR_VARS) : 编译工具函数, 通过该函数可以进行一些初始化操作;
-- LOCAL_MODULE : 编译后的 .so 后缀文件叫什么名字;
-- LOCAL_SRC_FILES: 指定编译的源文件名称;
-- include $(BUILD_SHARED_LIBRARY) : 告诉编译器需要生成动态库;
e. NDK编译生成动态库 :
进入 cygdrive 找到windows目录下对应的文件, 编译完成之后, 会自动生成so文件并放在libs目录下, 之后就可以在Java中调用C语言方法了;
f. Java中加载动态库 :
在Java类中的静态代码块中使用System.LoadLibrary()方法加载编译好的 .so 动态库;
NDK平台版本 : NDK脚本随着 android-sdk 版本不同, 执行的脚本也是不同的, 不同平台会引用不同的头文件, 编译的时候一定注意 sdk 与 ndk 版本要一致;
so文件在内存中位置 : apk文件安装到手机上之后, .so动态库文件存在在 data/安装目录/libs 目录下;
2. 开发实例
按照上面的步骤进行开发
(1) 创建Android工程
Android工程版本 : 创建一个Android工程,minSdk 为 7 即 android-2.1, 编译使用的sdk为 10 即 android-2.3.3 ;
- <uses-sdk
- android:minSdkVersion="7"
- android:targetSdkVersion="10" />
NDK编译原则 : 编译NDK动态库是按照最小版本进行编译, 选择编译的平台的时候, 会选择 NDK 7 平台进行编译;
(2) 声明native方法
声明native方法, 注意该方法没有方法体 和 参数, 如下 :
(3) 创建C文件
引入头文件: 首先要包含头文件 jni.h, 该头文件位置定义在 android-ndk-r9c\platforms\android-5\arch-arm\usr\include目录下的 jni.h, 下面是该头文件中定义的一些方法, 包括本项目中使用的 NewString 方法;
- jstring (*NewString)(JNIEnv*, const jchar*, jsize);
- jsize (*GetStringLength)(JNIEnv*, jstring);
- const jchar* (*GetStringChars)(JNIEnv*, jstring, jboolean*);
- void (*ReleaseStringChars)(JNIEnv*, jstring, const jchar*);
- jstring (*NewStringUTF)(JNIEnv*, const char*);
- jsize (*GetStringUTFLength)(JNIEnv*, jstring);
调用Java类型 : C中调用Java中的String类型为 jstring;
C语言方法名规则 : Java_完整包名类名_方法名(JNIEnv *env, jobject thiz), 注意完整的类名包名中包名的点要用 _ 代替;
参数介绍 : C语言方法中有两个重要的参数, JNIEnv *env, jobject thiz ;
-- JNIEnv参数 : 该参数代表Java环境, 通过这个环境可以调用Java中的方法;
-- jobject参数 : 该参数代表调用jni方法的类, 在这里就是MainActivity;
调用jni.h中的NewStringUTF方法 : 该方法的作用是在C语言中创建一个Java语言中的String类型对象, jni.h中是这样定义的 jstring (*NewStringUTF)(JNIEnv*, const char*), JNIEnv 结构体中包含了 NewStringUTF 函数指针, 通过 JNIEnv 就可以调用这个方法;
C语言文件源码 :
- #include <jni.h>
-
- jstring Java_shuliang_han_ndkhelloworld_MainActivity_helloFromJNI(JNIEnv *env, jobject thiz)
- {
-
- return (*env)->NewStringUTF(env, "hello world jni");
- }
(4) 编写Android.mk文件
查询NDK文档 : NDK的文档在NDK工具根目录下, 点击 documentation.html 文件, 就可以在浏览器中打开NDK文档;
上面的开发流程中详细的介绍了Android.mk 五个参数的详细用处, 这里直接给出源码 :
- LOCAL_PATH := $(call my-dir)
-
- include $(CLEAR_VARS)
-
- LOCAL_MODULE := hello
- LOCAL_SRC_FILES := hello.c
-
- include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
(5) 编译NDK动态库
进入Cygwin相应目录 : 从Cygwin中的cygdrive 中进入windows的工程jni目录 ;
编译hello.c文件 : 注意Android.mk文件 与 hello.c 文件在同一目录中;
编译完成后的情况 : 编译完之后 会成成一个obj文件, 在obj文件中会生成 libhello.so, 系统会自动将该 so后缀文件放在libs目录下;
(6) Java中加载动态库
静态代码块中加载 : Java中在静态代码块中加载库文件, 调用 System.loadLibrary("hello") 方法,注意 libs中的库文件名称为 libhello.so,我们加载的时候 将 lib 去掉, 只取hello 作为动态库名称, 这是规定的;
- static{
- System.loadLibrary("hello");
- }
(7) 其它源码
MainActivity源码 :
- package shuliang.han.ndkhelloworld;
-
- import android.app.Activity;
- import android.os.Bundle;
- import android.view.View;
- import android.widget.Toast;
-
- public class MainActivity extends Activity {
-
-
- static{
- System.loadLibrary("hello");
- }
-
-
- public native String helloFromJNI();
-
- @Override
- protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
- super.onCreate(savedInstanceState);
- setContentView(R.layout.activity_main);
- System.out.println(helloFromJNI());
- }
-
- public void onClick(View view) {
-
- Toast.makeText(getApplicationContext(), helloFromJNI(), 1).show();
- }
-
- }
XML布局文件 :
- <RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
- xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
- android:layout_width="match_parent"
- android:layout_height="match_parent"
- android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
- android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
- android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
- android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
- tools:context=".MainActivity" >
-
- <Button
- android:id="@+id/bt"
- android:layout_width="wrap_content"
- android:layout_height="wrap_content"
- android:onClick="onClick"
- android:text="显示JNI返回的字符串" />
-
- </RelativeLayout>
(8) 将源码上传到GitHub中
在GitHub上创建工程 :
项目地址
-- HTTP: https://github.com/han1202012/NDKHelloworld.git
-- SSH : git@github.com:han1202012/NDKHelloworld.git
生成的命令 :
- touch README.md
- git init
- git add README.md
- git commit -m "first commit"
- git remote add origin git@github.com:han1202012/NDKHelloworld.git
- git push -u origin master
打开 Git Bash 命令行窗口 :
-- 从GitHub上克隆项目到本地 : git clone git@github.com:han1202012/NDKHelloworld.git , 注意克隆的时候直接在仓库根目录即可, 不用再创建项目根目录 ;
-- 添加文件 : git add ./* , 将目录中所有文件添加;
--
查看状态 : git status ;
-- 提交缓存 : git commit -m ‘提交‘;
--
提交到远程GitHub仓库 : git push -u origin master ;
GitHub项目 :
3. 项目讲解
(1) Android.mk文件讲解
Android.mk文件内容 :
- LOCAL_PATH := $(call my-dir)
-
- include $(CLEAR_VARS)
-
- LOCAL_MODULE := hello
- LOCAL_SRC_FILES := hello.c
-
- include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
获取当前文件内容 : $(call my-dir) 是编译器中的宏方法, 调用该宏方法, 就会返回前的目录路径;
赋值符号 : " := " 是赋值符号, 第一句话 是 返回当前文件所在的当前目录, 并将这个目录路径赋值给 LOCAL_PATH;
初始化编译模块参数 : $(CLEAR_VARS) 作用是将编译模块的参数初始化, LOCAL_MODULE LOCAL_SRC_FILES 也是这样的参数;
指定编译模块 : LOCAL_MODULE := hello , 指定编译后的 so 文件名称, 编译好之后系统会在该名称前面加上 "lib", 后缀加上 ".so";
指定编译源文件 : LOCAL_SRC_FILES := hello.c 告诉编译系统源文件, 如果有多个文件那么就依次写在后面即可;
编译成静态库 : include $(BUILD_SHARED_LIBRARY), 作用是高速系统, 编译的结果编译成 .so 后缀的静态库;
静态库引入 : NDK的platform中有很多 ".a" 结尾的动态库, 我们编译动态库的时候, 可以将一些静态库引入进来;
(2) 自动生成方法签名
使用javah工具 : 在C中实现Java调用的jni方法, 方法的签名很复杂, 需要将完整的包名类名方法名都要使用 "_" 连接起来, 很麻烦, jdk提供的生成签名方法的工具;
遗留问题 : 目前查到的方法是 在bin目录下 执行 javah -jni 包名类名 命令, 但是执行不成功, 暂时没找到解决方案;
-- Android中会自动生成 .class文件吗, 没发现啊, PY人!
解决问题 : 在jni目录下存在classes目录, 但是这个目录在eclipse中不显示, 这里我们要注意;
在Cygwin中使用 javah 命令即可 :
生成的头文件 : shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider.h;
- #include <jni.h>
-
- #ifndef _Included_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider
- #define _Included_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider
- #ifdef __cplusplus
- extern "C" {
- #endif
- JNIEXPORT jint JNICALL Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_add
- (JNIEnv *, jobject, jint, jint);
-
- JNIEXPORT jstring JNICALL Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_sayHelloInc
- (JNIEnv *, jobject, jstring);
-
- JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_intMethod
- (JNIEnv *, jobject, jintArray);
-
- #ifdef __cplusplus
- }
- #endif
- #endif
.
(3) NDK开发中乱码问题
解决乱码思路 : C语言编译的时候用的是 ISO-8859-1 码表进行编码, 如果我们使用C语言jni开发, 需要进行转码操作;
-- 将ISO-8859-1转为UTF-8字符: String string = new String(str.getBytes("iso8859-1"), "UTF-8");
示例 :
添加中文jni调用 : 将jni中的hello.c 中返回的字符串修改为中文, 重新编译 .so 静态库文件;
-- 修改后的hello.c文件如下 : 只改变了返回的字符串, 添加了中文;
- #include <jni.h>
-
- jstring Java_shuliang_han_ndkhelloworld_MainActivity_helloFromJNI(JNIEnv *env, jobject thiz)
- {
-
- return (*env)->NewStringUTF(env, "hello world jni 中文");
- }
使用NDK重新编译hello.c文件 : 修改了C源码之后, 重新将该c文件编译成so文件;
-- 编译过程: 打开cygwin, 进入cygdrive/ 下对应windows中源码项目中的jni目录, 执行 /android-ndk-r9c/ndk-build 命令;
运行Android代码报错 : 因为jni中c文件有中文, 中文不能被识别;
- 01-31 14:36:04.803: W/dalvikvm(389): JNI WARNING: illegal continuation byte 0xd0
- 01-31 14:36:04.803: W/dalvikvm(389): string: ‘hello world jni ????‘
- 01-31 14:36:04.803: W/dalvikvm(389): in Lshuliang/han/ndkhelloworld/MainActivity;.helloFromJNI ()Ljava/lang/String; (NewStringUTF)
- 01-31 14:36:04.834: I/dalvikvm(389): "main" prio=5 tid=1 NATIVE
- 01-31 14:36:04.834: I/dalvikvm(389): | group="main" sCount=0 dsCount=0 obj=0x4001f1a8 self=0xce48
- 01-31 14:36:04.834: I/dalvikvm(389): | sysTid=389 nice=0 sched=0/0 cgrp=default handle=-1345006528
- 01-31 14:36:04.844: I/dalvikvm(389): | schedstat=( 257006717 305462830 51 )
- 01-31 14:36:04.844: I/dalvikvm(389): at shuliang.han.ndkhelloworld.MainActivity.helloFromJNI(Native Method)
- 01-31 14:36:04.844: I/dalvikvm(389): at shuliang.han.ndkhelloworld.MainActivity.onCreate(MainActivity.java:26)
- 01-31 14:36:04.844: I/dalvikvm(389): at android.app.Instrumentation.callActivityOnCreate(Instrumentation.java:1047)
- 01-31 14:36:04.853: I/dalvikvm(389): at android.app.ActivityThread.performLaunchActivity(ActivityThread.java:1611)
- 01-31 14:36:04.853: I/dalvikvm(389): at android.app.ActivityThread.handleLaunchActivity(ActivityThread.java:1663)
- 01-31 14:36:04.853: I/dalvikvm(389): at android.app.ActivityThread.access$1500(ActivityThread.java:117)
- 01-31 14:36:04.864: I/dalvikvm(389): at android.app.ActivityThread$H.handleMessage(ActivityThread.java:931)
- 01-31 14:36:04.864: I/dalvikvm(389): at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:99)
- 01-31 14:36:04.864: I/dalvikvm(389): at android.os.Looper.loop(Looper.java:123)
- 01-31 14:36:04.864: I/dalvikvm(389): at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:3683)
- 01-31 14:36:04.864: I/dalvikvm(389): at java.lang.reflect.Method.invokeNative(Native Method)
- 01-31 14:36:04.874: I/dalvikvm(389): at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:507)
- 01-31 14:36:04.874: I/dalvikvm(389): at com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller.run(ZygoteInit.java:839)
- 01-31 14:36:04.874: I/dalvikvm(389): at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:597)
- 01-31 14:36:04.874: I/dalvikvm(389): at dalvik.system.NativeStart.main(Native Method)
- 01-31 14:36:04.884: E/dalvikvm(389): VM aborting
.
4. JNIEnv 详解
JNIEnv作用 : JNIEnv 是一个指针,指向了一组JNI函数, 这些函数可以在jni.h中查询到,通过这些函数可以实现 Java层 与 JNI层的交互 , 通过JNIEnv 调用JNI函数 可以访问java虚拟机, 操作java对象;
JNI线程相关性 : JNIEnv只在当前的线程有效,JNIEnv不能跨线程传递, 相同的Java线程调用本地方法, 所使用的JNIEnv是相同的, 一个Native方法不能被不同的Java线程调用;
JNIEnv结构体系 : JNIEnv指针指向一个线程相关的结构,线程相关结构指向一个指针数组,指针数组中的每个元素最终指向一个JNI函数.
(1) JNIEnv的C/C++声明
jni.h中声明JNIEnv : C语言中定义的JNIEnv 是 JNINativeInterface* , C++中定义的JNIEnv 是 _JNIEnv;
- struct _JNIEnv;
- struct _JavaVM;
- typedef const struct JNINativeInterface* C_JNIEnv;
-
- #if defined(__cplusplus) //为了兼容C 和 C++两种代码 使用该 宏加以区分
- typedef _JNIEnv JNIEnv;
- typedef _JavaVM JavaVM;
- #else
- typedef const struct JNINativeInterface* JNIEnv;
- typedef const struct JNIInvokeInterface* JavaVM;
- #endif
(2) C语言中的JNIEnv
关于JNIEnv指针调用解析 : C中JNIEnv就是 const struct JNINativeInterface*, JNIEnv * env等价于 JNINativeInterface** env, 因此要得到JNINativeInterface结构体中定义的函数指针, 就必须先获取到 JNINativeInterface的一级指针对象 即 *env , 该一级指针对象就是 JNINativeInterface* env, 然后通过该一级指针对象调用JNI函数 : (*env)->NewStringUTF(env, "hello");
在JNINativeInterface结构体中定义了一系列的关于Java操作的相关方法 :
- struct JNINativeInterface {
- void* reserved0;
- void* reserved1;
-
- ... ...
-
- jboolean (*CallStaticBooleanMethodV)(JNIEnv*, jclass, jmethodID,
- va_list);
- jboolean (*CallStaticBooleanMethodA)(JNIEnv*, jclass, jmethodID,
- jvalue*);
- jbyte (*CallStaticByteMethod)(JNIEnv*, jclass, jmethodID, ...);
- jbyte (*CallStaticByteMethodV)(JNIEnv*, jclass, jmethodID, va_list);
-
- ... ...
-
- void* (*GetDirectBufferAddress)(JNIEnv*, jobject);
- jlong (*GetDirectBufferCapacity)(JNIEnv*, jobject);
-
-
- jobjectRefType (*GetObjectRefType)(JNIEnv*, jobject);
- };
(3) C++中的JNIEnv
C++ 中的JNIEnv: C++ 中的JNIEnv 就是 _JNIEnv 结构体, 二者是等同的; 因此在调用 JNI函数的时候, 只需要使用 env->NewStringUTF(env, "hello")方法即可, 不用在进行*运算;
.
- struct _JNIEnv {
-
- const struct JNINativeInterface* functions;
-
- #if defined(__cplusplus)
-
- jint GetVersion()
- { return functions->GetVersion(this); }
-
- jlong GetDirectBufferCapacity(jobject buf)
- { return functions->GetDirectBufferCapacity(this, buf); }
-
-
- jobjectRefType GetObjectRefType(jobject obj)
- { return functions->GetObjectRefType(this, obj); }
- #endif /*__cplusplus*/
- };
5. JNI方法命名规则(标准JNI规范)
JNI实现的方法 与 Java中Native方法的映射关系 : 使用方法名进行映射, 可以使用 javah 工具进入 bin/classes 目录下执行命令, 即可生成头文件;
JNI方法参数介绍:
-- 参数① : 第一个参数是JNI接口指针 JNIEnv;
-- 参数② : 如果Native方法是非静态的, 那么第二个参数就是对Java对象的引用, 如果Native方法是静态的, 那么第二个参数就是对Java类的Class对象的引用;
JNI方法名规范 : 返回值 + Java前缀 + 全路径类名 + 方法名 + 参数① JNIEnv + 参数② jobject + 其它参数;
-- 注意分隔符 : Java前缀 与 类名 以及类名之间的包名 和 方法名之间 使用 "_" 进行分割;
声明 非静态 方法:
-- Native方法 : public int hello (String str, int i);
-- JNI方法: jint Java_shuliang_han_Hello_hello(JNIEnv * env, jobject obj, jstring str, jint i);
声明 静态 方法 :
-- Native方法 : public static int hello (String str, int i);
--JNI方法 : jint Java_shuliang_han_Hello_hello(JNIEnv * env, jobject clazz, jstring str, jint i);
两种规范 : 以上是Java的标准JNI规范, 在Android中还有一套自定义的规范, 该规范是Android应用框架层 和 框架层交互使用的JNI规范, 依靠方法注册 映射 Native方法 和 JNI方法;
6. JNI方法签名规则
JNI识别Java方法 : JNI依靠函数名 和 方法签名 识别方法, 函数名是不能唯一识别一个方法的, 因为方法可以重载, 类型签名代表了 参数 和 返回值;
-- 签名规则 : (参数1类型签名参数2类型签名参数3类型签名参数N类型签名...)返回值类型签名, 注意参数列表中没有任何间隔;
Java类型 与 类型签名对照表 : 注意 boolean 与 long 不是大写首字母, 分别是 Z 与 J, 类是L全限定类名, 数组是[元素类型签名;
-- 类的签名规则 :L + 全限定名 + ; 三部分, 全限定类名以 / 分割;
Java类型 |
类型签名 |
boolean |
Z |
byte |
B |
char |
C |
short |
S |
int |
I |
long |
J |
float |
F |
double |
D |
类 |
L全限定类名 |
数组 |
[元素类型签名 |
eg. long function(int n, String str, int[] arr);
该方法的签名 :(ILjava/lang/String;[I)J
.
.
四. Java调用JNI法与日志打印
1. JNI数据类型
Java数据类型 C数据类型 JNI数据类型对比 : 32位 与 64位机器可能会有出入;
Java数据类型 |
C本地类型 |
JNI定义别名 |
int |
long |
jint/jsize |
long |
__int64 |
jlong |
byte |
signed char |
jbyte |
boolean |
unsigned char |
jboolean |
char |
unsigned short |
jchar |
short |
short |
jshort |
float |
float |
jfloat |
double |
doyble |
jdouble |
object‘ |
_jobject |
jobject |
数据类型表示方法 : int数组类型 jintArray , boolean数组 jbooleanArray ...
头文件定义类型 : 这些基本的数据类型在jni.h 中都有相应的定义 :
- jobject (*CallObjectMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jboolean (*CallBooleanMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jboolean (*CallBooleanMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jboolean (*CallBooleanMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jbyte (*CallByteMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jbyte (*CallByteMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jbyte (*CallByteMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jchar (*CallCharMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jchar (*CallCharMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jchar (*CallCharMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jshort (*CallShortMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jshort (*CallShortMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jshort (*CallShortMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jint (*CallIntMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jint (*CallIntMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jint (*CallIntMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jlong (*CallLongMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jlong (*CallLongMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jbooleanArray (*NewBooleanArray)(JNIEnv*, jsize);
- jbyteArray (*NewByteArray)(JNIEnv*, jsize);
- jcharArray (*NewCharArray)(JNIEnv*, jsize);
- jshortArray (*NewShortArray)(JNIEnv*, jsize);
- jintArray (*NewIntArray)(JNIEnv*, jsize);
- jlongArray (*NewLongArray)(JNIEnv*, jsize);
- jfloatArray (*NewFloatArray)(JNIEnv*, jsize);
- jdoubleArray (*NewDoubleArray)(JNIEnv*, jsize);
2. JNI在Java和C语言之间传递int类型
Java中定义的方法 :
- public native int add(int x, int y);
C语言中定义的方法 :
- #include <jni.h>
-
- jint Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_add(JNIEnv * env, jobject obj, jint x, jint y)
- {
- return x + y;
- }
使用NDK工具变异该c类库 :
在cygwin中进入cygdrive, 然后进入windows中相应的目录, 执行 /android-ndk-r9c/ndk-build 命令, 即可完成编译;
3. NDK中C代码使用LogCat
(1) 引入头文件
NDK中断点调试 : 断点调试在NDK中实现极其困难, 因此在这里我们一般都是打印日志;
引入头文件 : 在C代码中引入下面的头文件;
- #include <android/log.h>
- #define LOG_TAG "System.out"
- #define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
- #define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
头文件介绍 : log.h 是关于调用 LogCat日志文件;
-- log.h头文件路径 : android-ndk-r9c\platforms\android-9\arch-arm\usr\include\android\log.h;
-- 主要方法 : __android_log_write, 下面有该方法的解析, 传入参数 日志等级 日志标签 日志内容;
-- 宏定义 : __android_log_write 方法太麻烦, 这里做出一个映射, LOGD(...) 输出debug级别的日志, LOGI(...) 输出Info级别的日志;
--LogCat日志级别 : verbose < debug < info < warn < error < assert;
使用到的log.h文件内容解析 : __android_log_write 方法中的日志等级参数就使用 枚举中的内容
- typedef enum android_LogPriority {
- ANDROID_LOG_UNKNOWN = 0,
- ANDROID_LOG_DEFAULT,
- ANDROID_LOG_VERBOSE,
- ANDROID_LOG_DEBUG,
- ANDROID_LOG_INFO,
- ANDROID_LOG_WARN,
- ANDROID_LOG_ERROR,
- ANDROID_LOG_FATAL,
- ANDROID_LOG_SILENT,
- } android_LogPriority;
-
- int __android_log_write(int prio, const char *tag, const char *text);
C语言中输入输出函数占位符介绍 :
占位符 |
数据类型 |
%d |
int |
%ld |
long int |
%c |
char |
%f |
float |
&lf |
double |
%x |
十六进制 |
%O |
八进制 |
%s |
字符串 |
.
.
(2) Android.mk增加liblog.so动态库
在该make配置文件中, 增加一行 : LOCAL_LDLIBS += -llog , 该语句添加在 LOCAL_SRC_FILES 语句下面一行;
完整的Android.mk文件 :
- LOCAL_PATH := $(call my-dir)
-
- include $(CLEAR_VARS)
-
- LOCAL_MODULE := DataProvider
- LOCAL_SRC_FILES := DataProvider.c
- #增加log函数对应的函数库 liblog.so libthread_db.a
- LOCAL_LDLIBS += -llog -lthread_db
- include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
函数库位置 : android-ndk-r9c\platforms\android-9\arch-arm\usr\lib;
函数库截图 : 从该目录下的 liglog.so可以看出, 存在该库;
引入函数库方法 : 使用 LOCAL_LDLIBS += -l函数库名, 注意函数库名不带lib前缀 和.so 后缀, 同时可以添加多个库, 使用 -l库1 -l库2 -库3 ;
(3) 编译执行
根据(1) 中的占位符, 编写打印日志代码:
- LOGI("JNI_日志 : x = %ld , y = %ld" , x , y);
最终的包含打印日志的完整代码 : 注意, 这里有一处可能错误, 如果是32位机器, int类型占位符使用 %d 即可;
- #include <jni.h>
- #include <android/log.h>
- #define LOG_TAG "System.out"
- #define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
- #define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
-
-
- jint Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_add(JNIEnv * env, jobject obj, jint x, jint y)
- {
-
- LOGI("JNI_日志 : x = %ld , y = %ld" , x , y);
- return x + y;
- }
重新编译C文件 : 执行
/android-ndk-r9c/ndk-build命令;
-- 第一次编译 : 出现警告, long int占位符行不通, 注意区分机器位长, 64位 与 32位不同, 这样编译出现的结果就不会打印日志;
-- 第二次编译 : 将占位符改为 %d ;
执行按钮之后打印的日志 : 虽然有乱码, 不过显示出来了;
4. 字符串处理
.
Java中的String转为C语言中的char字符串 : 下面的工具方法可以在C程序中解决这个问题;
- char* Jstring2CStr(JNIEnv* env, jstring jstr) {
- <span style="white-space:pre"> </span>
- <span style="white-space:pre"> </span>char* rtn = NULL;
- <span style="white-space:pre"> </span>
- <span style="white-space:pre"> </span>jclass clsstring = (*env)->FindClass(env, "java/lang/String");
- <span style="white-space:pre"> </span>
- <span style="white-space:pre"> </span>jstring strencode = (*env)->NewStringUTF(env, "GB2312");
- <span style="white-space:pre"> </span>
- <span style="white-space:pre"> </span>jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, clsstring, "getBytes",
- <span style="white-space:pre"> </span>"(Ljava/lang/String;)[B");
- <span style="white-space:pre"> </span>
- <span style="white-space:pre"> </span>jbyteArray barr = (jbyteArray)(*env)->CallObjectMethod(env, jstr, mid,
- <span style="white-space:pre"> </span>strencode);
- <span style="white-space:pre"> </span>
- <span style="white-space:pre"> </span>jsize alen = (*env)->GetArrayLength(env, barr);
- <span style="white-space:pre"> </span>
- <span style="white-space:pre"> </span>jbyte* ba = (*env)->GetByteArrayElements(env, barr, JNI_FALSE);
- <span style="white-space:pre"> </span>
- <span style="white-space:pre"> </span>if (alen > 0) {
- <span style="white-space:pre"> </span>rtn = (char*) malloc(alen + 1);
- <span style="white-space:pre"> </span>memcpy(rtn, ba, alen);
- <span style="white-space:pre"> </span>rtn[alen] = 0;
- <span style="white-space:pre"> </span>}
- <span style="white-space:pre"> </span>(*env)->ReleaseByteArrayElements(env, barr, ba, 0);
-
-
- <span style="white-space:pre"> </span>return rtn;
- }
Jstring2CStr方法讲解 :
a. 获取Java中String类型的class对象 : 参数 : 上下文环境 env, String类完整路径 ;
- jclass clsstring = (*env)->FindClass(env, "java/lang/String");
b.
创建Java字符串 : 使用 NewStringUTF 方法;
- jstring strencode = (*env)->NewStringUTF(env, "GB2312");
c.
获取String中的getBytes()方法 : 参数介绍 ① env 上下文环境 ② 完整的类路径 ③ 方法名 ④ 方法签名, 方法签名 Ljava/lang/String; 代表参数是String字符串, [B 中括号表示这是一个数组, B代表byte类型, 返回值是一个byte数组;
- jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, clsstring, "getBytes",
- "(Ljava/lang/String;)[B");
d.
获取数组的长度 :
- jsize alen = (*env)->GetArrayLength(env, barr);
e. 获取数组元素 : 获取数组中的所有的元素 , 存放在 jbyte*数组中;
- jbyte* ba = (*env)->GetByteArrayElements(env, barr, JNI_FALSE);
f.
数组拷贝: 将Java数组中所有元素拷贝到C的char*数组中, 注意C语言数组结尾要加一个 ‘\0‘;
- if (alen > 0) {
- rtn = (char*) malloc(alen + 1);
- memcpy(rtn, ba, alen);
- rtn[alen] = 0;
- }
g.
释放内存 :
- (*env)->ReleaseByteArrayElements(env, barr, ba, 0);
C语言方法 : 注意调用Jstring2CStr方法之后要强转, 否则会出错, Jstring2CStr方法要定义在该方法的前面, C语言中的方法要先声明才能使用;
- jstring Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_sayHelloInc(JNIEnv *env, jobject obj, jstring str)
- {
- char *p = (char*)Jstring2CStr(env, str);
-
- LOGI("Java JNI string parameter is : %s", p);
-
- char *append = "append";
-
-
- return (*env)->NewStringUTF(env, strcat(p, append));
- }
--
如果没有强转会出现下面的错误 : char *p = Jstring2CStr(env, str);
--
将Jstring2CStr方法定义在主方法下面会出现下面错误 :
Java源码 :
- case R.id.sayHelloInc:
- Toast.makeText(getApplicationContext(), dataProvider.sayHelloInc("Hello"), Toast.LENGTH_LONG).show();
- break;
编译之后运行结果 :
5. 开发JNI程序流程
a. C语言类库接口 : 存在C语言类库, 调用接口为login_server(char* address, char* username, char* password);
b. Java定义本地方法 : public native void LoginServer(String address, String user, String pwd);
c. C语言JNI代码 : Java_包名_类名_LoginServer(JNIEnv* env, jobject obj, jstring address, jstring user, jstring pwd){...调C接口};
注意跨语言字符串转换: JNI方法中, 要将Java的String字符串转为C中的char*字符串;
首先验证C码农提供的代码是否可用 : 验证该api是否可用, 在一个 int main() 函数中进行测试, 根据该测试代码查看方法执行相关的情况;
6. 数组参数处理
模块讲解 : 在该模块中, Java语言传递一个int数组参数给C语言, C语言将这一组参数读取出来, 并且输出到Android的LogCat中, 这里涉及到了两个重要的JNI方法, 一个数获取数组长度方法, 一个是获取数组中每个元素的方法;
获取数组长度方法 : jni中定义 - jsize (*GetArrayLength)(JNIEnv*, jarray);
创建数组相关方法 :
- jbooleanArray (*NewBooleanArray)(JNIEnv*, jsize);
- jbyteArray (*NewByteArray)(JNIEnv*, jsize);
- jcharArray (*NewCharArray)(JNIEnv*, jsize);
- jshortArray (*NewShortArray)(JNIEnv*, jsize);
- jintArray (*NewIntArray)(JNIEnv*, jsize);
- jlongArray (*NewLongArray)(JNIEnv*, jsize);
- jfloatArray (*NewFloatArray)(JNIEnv*, jsize);
- jdoubleArray (*NewDoubleArray)(JNIEnv*, jsize);
获取数组元素相关方法 :
- jboolean* (*GetBooleanArrayElements)(JNIEnv*, jbooleanArray, jboolean*);
- jbyte* (*GetByteArrayElements)(JNIEnv*, jbyteArray, jboolean*);
- jchar* (*GetCharArrayElements)(JNIEnv*, jcharArray, jboolean*);
- jshort* (*GetShortArrayElements)(JNIEnv*, jshortArray, jboolean*);
- jint* (*GetIntArrayElements)(JNIEnv*, jintArray, jboolean*);
- jlong* (*GetLongArrayElements)(JNIEnv*, jlongArray, jboolean*);
- jfloat* (*GetFloatArrayElements)(JNIEnv*, jfloatArray, jboolean*);
- jdouble* (*GetDoubleArrayElements)(JNIEnv*, jdoubleArray, jboolean*);
C语言代码 :
- jintArray Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_intMethod(JNIEnv *env, jobject obj, jintArray arr)
- {
-
- int len = (*env)->GetArrayLength(env, arr);
-
-
- LOGI("the length of array is %d", len);
-
-
- if(len == 0)
- return arr;
-
-
- jint* p = (*env)->GetIntArrayElements(env, arr, 0);
-
-
- int i = 0;
- for(; i < len; i ++)
- {
- LOGI("arr[%d] = %d", i, *(p + i));
- }
-
- return arr;
-
- }
Java代码 :
- case R.id.intMethod:
- int[] array = {1, 2, 3, 4, 5};
- dataProvider.intMethod(array);
- break;
执行结果 : 上面的那种LogCat竟然启动失败, 只能将就着用这个了;
7. 本程序源码
XML布局文件 :
- <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
- xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
- android:orientation="vertical"
- android:layout_width="match_parent"
- android:layout_height="match_parent" >
-
- <Button
- android:id="@+id/add"
- android:layout_width="wrap_content"
- android:layout_height="wrap_content"
- android:text="调用 add 本地 方法"
- android:onClick="onClick"/>
-
- <Button
- android:id="@+id/sayHelloInc"
- android:layout_width="wrap_content"
- android:layout_height="wrap_content"
- android:text="调用 sayHelloInc 本地 方法"
- android:onClick="onClick"/>
-
- <Button
- android:id="@+id/intMethod"
- android:layout_width="wrap_content"
- android:layout_height="wrap_content"
- android:text="调用 intMethod 本地 方法"
- android:onClick="onClick"/>
-
- </LinearLayout>
Java源码 :
-- MainActivity源码 :
- package shuliang.han.ndkparameterpassing;
-
- import android.app.Activity;
- import android.os.Bundle;
- import android.view.View;
- import android.widget.Toast;
-
- public class MainActivity extends Activity {
-
- static{
- System.loadLibrary("DataProvider");
- }
-
- DataProvider dataProvider;
- @Override
- public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
- super.onCreate(savedInstanceState);
- setContentView(R.layout.activity_main);
- dataProvider = new DataProvider();
- }
-
- public void onClick(View view) {
-
- int id = view.getId();
-
- switch (id) {
- case R.id.add:
- int result = dataProvider.add(1, 2);
- Toast.makeText(getApplicationContext(), "the add result : " + result, Toast.LENGTH_LONG).show();
- break;
-
- case R.id.sayHelloInc:
- Toast.makeText(getApplicationContext(), dataProvider.sayHelloInc("Hello"), Toast.LENGTH_LONG).show();
- break;
-
- case R.id.intMethod:
- int[] array = {1, 2, 3, 4, 5};
- dataProvider.intMethod(array);
- break;
-
- default:
- break;
- }
- }
-
- }
--
DataProvider源码 :
- package shuliang.han.ndkparameterpassing;
-
- public class DataProvider {
-
-
- public native int add(int x, int y);
-
-
- public native String sayHelloInc(String s);
-
-
- public native int[] intMethod(int[] nums);
-
- }
JNI相关源码 :
-- Android.mk源码 :
- LOCAL_PATH := $(call my-dir)
-
- include $(CLEAR_VARS)
-
- LOCAL_MODULE := DataProvider
- LOCAL_SRC_FILES := DataProvider.c
- #增加log函数对应的log库
- LOCAL_LDLIBS += -llog
-
- include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
--
DataProvider.c 主程序源码 :
- #include <jni.h>
- #include <string.h>
- #include <android/log.h>
- #define LOG_TAG "System.out"
- #define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
- #define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
-
- char* Jstring2CStr(JNIEnv* env, jstring jstr) {
- <span style="white-space:pre"> </span>
- <span style="white-space:pre"> </span>char* rtn = NULL;
- <span style="white-space:pre"> </span>
- <span style="white-space:pre"> </span>jclass clsstring = (*env)->FindClass(env, "java/lang/String");
- <span style="white-space:pre"> </span>
- <span style="white-space:pre"> </span>jstring strencode = (*env)->NewStringUTF(env, "GB2312");
- <span style="white-space:pre"> </span>
- <span style="white-space:pre"> </span>jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, clsstring, "getBytes",
- <span style="white-space:pre"> </span>"(Ljava/lang/String;)[B");
- <span style="white-space:pre"> </span>
- <span style="white-space:pre"> </span>jbyteArray barr = (jbyteArray)(*env)->CallObjectMethod(env, jstr, mid,
- <span style="white-space:pre"> </span>strencode);
- <span style="white-space:pre"> </span>
- <span style="white-space:pre"> </span>jsize alen = (*env)->GetArrayLength(env, barr);
- <span style="white-space:pre"> </span>
- <span style="white-space:pre"> </span>jbyte* ba = (*env)->GetByteArrayElements(env, barr, JNI_FALSE);
- <span style="white-space:pre"> </span>
- <span style="white-space:pre"> </span>if (alen > 0) {
- <span style="white-space:pre"> </span>rtn = (char*) malloc(alen + 1);
- <span style="white-space:pre"> </span>memcpy(rtn, ba, alen);
- <span style="white-space:pre"> </span>rtn[alen] = 0;
- <span style="white-space:pre"> </span>}
- <span style="white-space:pre"> </span>(*env)->ReleaseByteArrayElements(env, barr, ba, 0);
-
-
- <span style="white-space:pre"> </span>return rtn;
- }
-
- jint Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_add(JNIEnv * env, jobject obj, jint x, jint y)
- {
-
- LOGI("JNI_log : x = %d , y = %d" , x , y);
- return x + y;
- }
-
- jstring Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_sayHelloInc(JNIEnv *env, jobject obj, jstring str)
- {
- char *p = (char*)Jstring2CStr(env, str);
-
- LOGI("Java JNI string parameter is : %s", p);
-
- char *append = "append";
-
-
- return (*env)->NewStringUTF(env, strcat(p, append));
- }
-
- jintArray Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_intMethod(JNIEnv *env, jobject obj, jintArray arr)
- {
-
- int len = (*env)->GetArrayLength(env, arr);
-
-
- LOGI("the length of array is %d", len);
-
-
- if(len == 0)
- return arr;
-
-
- jint* p = (*env)->GetIntArrayElements(env, arr, 0);
-
-
- int i = 0;
- for(; i < len; i ++)
- {
- LOGI("arr[%d] = %d", i, *(p + i));
- }
-
- return arr;
-
- }
.
8. 上传代码到GitHub
创建新项目 : han1202012/NDKParameterPassing ;
--
SSH地址 : git@github.com:han1202012/NDKParameterPassing.git ;
--
HTTP地址 : https://github.com/han1202012/NDKParameterPassing.git ;
五. C语言代码回调Java方法
.
C语言回调Java方法场景 :
-- 复用方法 : 使用Java对象, 复用Java中的方法;
-- 激活Java : C程序后台运行, 该后台程序一直运行, 某个时间出发后需要启动Java服务, 激活Android中的某个界面, 例如使用Intent启动一个Activity;
1. C代码回调Java方法的流程
(1) 找到java对应的Class
创建一个char*数组, 然后使用jni.h中提供的FindClass方法获取jclass返回值;
- char* classname = "shulaing/han/ndk_callback/DataProvider";
-
-
- jclass dpclazz = (*env)->FindClass(env, classname);
(2) 找到要调用的方法的methodID
使用jni.h中提供的GetMethodID方法, 获取jmethodID, 传入参数 ①JNIEnv指针 ②Class对象 ③ 方法名 ④方法签名, 在这里方法名和方法签名确定一个方法, 方法签名就是方法的返回值 与 参数的唯一标示;
- jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env, dpclazz, "Add", "(II)I");
找到静态方法 : 如果方法是静态的, 就使用GetStaticMethod方法获取
- jmethodID GetStaticMethodID(jclass clazz, const char* name, const char* sig)
- { return functions->GetStaticMethodID(this, clazz, name, sig); }
(3) 在C语言中调用相应方法
普通方法 : CallTypeMethod , 其中的Type随着返回值类型的不同而改变;
参数介绍 : ① JNIEnv指针 ②调用该native方法的对象 ③方法的methodID ④⑤... 后面是可变参数, 这些参数是
- jmethodID (*GetMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*);
-
- jobject (*CallObjectMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jobject (*CallObjectMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jobject (*CallObjectMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jboolean (*CallBooleanMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jboolean (*CallBooleanMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jboolean (*CallBooleanMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jbyte (*CallByteMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jbyte (*CallByteMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jbyte (*CallByteMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jchar (*CallCharMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jchar (*CallCharMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jchar (*CallCharMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jshort (*CallShortMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jshort (*CallShortMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jshort (*CallShortMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jint (*CallIntMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jint (*CallIntMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jint (*CallIntMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jlong (*CallLongMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jlong (*CallLongMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jlong (*CallLongMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jfloat (*CallFloatMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...) __NDK_FPABI__;
- jfloat (*CallFloatMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list) __NDK_FPABI__;
- jfloat (*CallFloatMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*) __NDK_FPABI__;
- jdouble (*CallDoubleMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...) __NDK_FPABI__;
- jdouble (*CallDoubleMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list) __NDK_FPABI__;
- jdouble (*CallDoubleMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*) __NDK_FPABI__;
- void (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- void (*CallVoidMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- void (*CallVoidMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
静态方法 : CallStaticTypeMethod, 其中的Type随着返回值类型不同而改变;
.
2. 一些基本代码编写
Java代码 : 定义一个callCcode本地方法, 以及三个Java方法, 在jni中使用本地方法调用Java中的方法;
- package shulaing.han.ndk_callback;
-
- public class DataProvider {
-
- public native void callCcode();
-
-
-
- public void helloFromJava(){
- System.out.println("hello from java");
- }
-
-
- public int Add(int x,int y){
- return x + y;
- }
-
-
- public void printString(String s){
- System.out.println(s);
- }
-
- }
生成头文件 : 进入 bin/classed目录, 使用
javah shulaing.han.ndk_callback.DataProvider 命令, 可以在bin/classes下生成头文件;
头文件内容 : 文件名 : shulaing_han_ndk_callback_DataProvider.h ;
- #include <jni.h>
-
- #ifndef _Included_shulaing_han_ndk_callback_DataProvider
- #define _Included_shulaing_han_ndk_callback_DataProvider
- #ifdef __cplusplus
- extern "C" {
- #endif
- JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode
- (JNIEnv *, jobject);
-
- #ifdef __cplusplus
- }
- #endif
- #endif
编写Android.mk文件 : 注意将LogCat日志输出系统动态库加入;
- LOCAL_PATH := $(call my-dir)
-
- include $(CLEAR_VARS)
-
- LOCAL_MODULE := jni
- LOCAL_SRC_FILES := jni.c
- #增加log函数对应的log库
- LOCAL_LDLIBS += -llog
-
- include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
编写jni的C代码 : 注意加入LogCat相关导入的包;
- #include "shulaing_han_ndk_callback_DataProvider.h"
- #include <string.h>
- #include <android/log.h>
- #define LOG_TAG "System.out"
- #define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
- #define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
3. C中回调Java的void返回值方法
使用JNIEnv指针获取Class对象 : 在jni.h文件中找到 - jclass (*FindClass)(JNIEnv*, const char*);
-- 参数介绍 : 第二个参数是类的路径字符串, 如 "/shuliang/han/ndk_callback/DataProvider" ;
获取Java类中定义的method方法 : 在jni.h中找到方法 - jmethodID (*GetMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*);
-- 参数介绍 : 第二个参数是 Java类的Class对象, 第三个参数是方法名, 第四个参数是Java方法的签名;
方法签名生成工具 : javap , 使用javap -s 命令即可生成方法签名;
进入bin/classed目录下 : 执行 javap -s shulaing.han.ndk_callback.DataProvider 命令, 即可显示出每个方法的签名;
- $ javap -s shulaing.han.ndk_callback.DataProvider
- Compiled from "DataProvider.java"
- public class shulaing.han.ndk_callback.DataProvider extends java.lang.Object{
- public shulaing.han.ndk_callback.DataProvider();
- Signature: ()V
- public native void callCcode();
- Signature: ()V
- public void helloFromJava();
- Signature: ()V
- public int Add(int, int);
- Signature: (II)I
- public void printString(java.lang.String);
- Signature: (Ljava/lang/String;)V
- }
截图 :
方法签名介绍 :
-- 返回值null, 参数null : void helloFromJava() 方法的签名是 "()V", 括号里什么都没有代表参数为null, V代表返回值是void;
-- 返回值int, 参数两个int : int Add(int x,int y) 方法的签名是 "(II)I", 括号中II表示两个int类型参数, 右边括号外的I代表返回值是int类型;
-- 返回值null, 参数String : void printString(String s) 方法签名是 "(Ljava/lang/String;)V", 括号中的Ljava/lang/String; 表示参数是String类型, V表示返回值是void;
jni.h中定义的回调Java方法的相关函数 :
- jmethodID (*GetMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*);
-
- jobject (*CallObjectMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jobject (*CallObjectMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jobject (*CallObjectMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jboolean (*CallBooleanMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jboolean (*CallBooleanMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jboolean (*CallBooleanMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jbyte (*CallByteMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jbyte (*CallByteMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jbyte (*CallByteMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jchar (*CallCharMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jchar (*CallCharMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jchar (*CallCharMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jshort (*CallShortMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jshort (*CallShortMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jshort (*CallShortMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jint (*CallIntMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jint (*CallIntMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jint (*CallIntMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jlong (*CallLongMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- jlong (*CallLongMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- jlong (*CallLongMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
- jfloat (*CallFloatMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...) __NDK_FPABI__;
- jfloat (*CallFloatMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list) __NDK_FPABI__;
- jfloat (*CallFloatMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*) __NDK_FPABI__;
- jdouble (*CallDoubleMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...) __NDK_FPABI__;
- jdouble (*CallDoubleMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list) __NDK_FPABI__;
- jdouble (*CallDoubleMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*) __NDK_FPABI__;
- void (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
- void (*CallVoidMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
- void (*CallVoidMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
C语言代码 :
- #include "shulaing_han_ndk_callback_DataProvider.h"
- #include <string.h>
- #include <android/log.h>
- #define LOG_TAG "System.out"
- #define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
- #define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
-
- JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode
- (JNIEnv * env, jobject obj)
- {
-
-
- LOGI("in code");
-
- char* classname = "shulaing/han/ndk_callback/DataProvider";
-
-
- jclass dpclazz = (*env)->FindClass(env, classname);
- if(dpclazz == 0)
- LOGI("class not find !!!");
- else
- LOGI("class find !!!");
-
-
- jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env, dpclazz, "helloFromJava", "()V");
- if(methodID == 0)
- LOGI("method not find !!!");
- else
- LOGI("method find !!!");
-
-
- LOGI("before call method");
- (*env)->CallVoidMethod(env, obj, methodID);
- LOGI("after call method");
-
- }
Java代码 :
--XML布局文件代码 :
- <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
- xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
- android:layout_width="match_parent"
- android:layout_height="match_parent"
- android:orientation="vertical"
- android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
- android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
- android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
- android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
- tools:context=".MainActivity" >
-
- <Button
- android:id="@+id/call_void_method"
- android:layout_width="wrap_content"
- android:layout_height="wrap_content"
- android:onClick="onClick"
- android:text="C语言回调Java中的空方法" />
-
- </LinearLayout>
--
MainActivity代码 :
- package shulaing.han.ndk_callback;
-
- import android.app.Activity;
- import android.os.Bundle;
- import android.view.View;
-
- public class MainActivity extends Activity {
-
- static{
- System.loadLibrary("jni");
- }
- DataProvider dp;
-
- @Override
- protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
- super.onCreate(savedInstanceState);
- setContentView(R.layout.activity_main);
- dp = new DataProvider();
- }
-
- public void onClick(View view) {
- int id = view.getId();
- switch (id) {
- case R.id.call_void_method:
- dp.callCcode();
- break;
-
- default:
- break;
- }
- }
-
- }
执行结果 :
.
4. C代码回调Java中带String参数的方法
在DataProvider中添加两个native方法 :
- public native void callCcode();
- public native void callCcode1();
- public native void callCcode2();
进入bin/classes目录, 使用 javah -jni shulaing.han.ndk_callback.DataProvider 命令生成头文件 :
- #include <jni.h>
-
- #ifndef _Included_shulaing_han_ndk_callback_DataProvider
- #define _Included_shulaing_han_ndk_callback_DataProvider
- #ifdef __cplusplus
- extern "C" {
- #endif
- JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode
- (JNIEnv *, jobject);
-
- JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode1
- (JNIEnv *, jobject);
-
- JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode2
- (JNIEnv *, jobject);
-
- #ifdef __cplusplus
- }
- #endif
- #endif
jni C语言代码 : 这里只需要修改两处, 方法名, 获取方法id中的参数, 调用方法中最后加上一个Java参数;
- JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode1
- (JNIEnv *env, jobject obj)
- {
-
-
- LOGI("in code");
-
- char* classname = "shulaing/han/ndk_callback/DataProvider";
-
-
- jclass dpclazz = (*env)->FindClass(env, classname);
- if(dpclazz == 0)
- LOGI("class not find !!!");
- else
- LOGI("class find !!!");
-
-
- jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env, dpclazz, "printString", "(Ljava/lang/String;)V");
- if(methodID == 0)
- LOGI("method not find !!!");
- else
- LOGI("method find !!!");
-
-
- LOGI("before call method");
- (*env)->CallVoidMethod(env, obj, methodID, (*env)->NewStringUTF(env, "printString method callback success!!"));
- LOGI("after call method");
- }
执行后的结果 :
5. C代码中回调带两个int类型的参数的方法
按照上面的流程, 不同之处就是jni中获取方法 和 方法id , 调用方法的jni函数不同 :
- JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode2
- (JNIEnv *env, jobject obj)
- {
-
-
- LOGI("in code");
-
- char* classname = "shulaing/han/ndk_callback/DataProvider";
-
-
- jclass dpclazz = (*env)->FindClass(env, classname);
- if(dpclazz == 0)
- LOGI("class not find !!!");
- else
- LOGI("class find !!!");
-
-
- jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env, dpclazz, "Add", "(II)I");
- if(methodID == 0)
- LOGI("method not find !!!");
- else
- LOGI("method find !!!");
-
-
- LOGI("before call method");
- (*env)->CallIntMethod(env, obj, methodID, 3, 5);
- LOGI("after call method");
-
- }
Java代码 :
- case R.id.call_int_parameter_method:
- dp.callCcode2();
- break;
执行结果 :
6. 完整源码
Java源码 :
-- DataProvider源码 :
- package shulaing.han.ndk_callback;
-
-
- public class DataProvider {
-
- public native void callCcode();
- public native void callCcode1();
- public native void callCcode2();
-
-
-
- public void helloFromJava(){
- System.out.println("hello from java");
- }
-
-
- public int Add(int x,int y){
- System.out.println("the add result is : " + (x + y));
- return x + y;
- }
-
-
- public void printString(String s){
- System.out.println("in java code :" + s);
- }
-
- }
-- MainActivity源码 :
- package shulaing.han.ndk_callback;
-
- import android.app.Activity;
- import android.os.Bundle;
- import android.view.View;
-
- public class MainActivity extends Activity {
-
- static{
- System.loadLibrary("jni");
- }
- DataProvider dp;
-
- @Override
- protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
- super.onCreate(savedInstanceState);
- setContentView(R.layout.activity_main);
- dp = new DataProvider();
- }
-
- public void onClick(View view) {
- int id = view.getId();
- switch (id) {
- case R.id.call_void_method:
- dp.callCcode();
- break;
-
- case R.id.call_string_parameter_method:
- dp.callCcode1();
- break;
-
- case R.id.call_int_parameter_method:
- dp.callCcode2();
- break;
-
- default:
- break;
- }
- }
-
- }
XML布局文件源码 :
- <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
- xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
- android:layout_width="match_parent"
- android:layout_height="match_parent"
- android:orientation="vertical"
- android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
- android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
- android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
- android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
- tools:context=".MainActivity" >
-
- <Button
- android:id="@+id/call_void_method"
- android:layout_width="wrap_content"
- android:layout_height="wrap_content"
- android:onClick="onClick"
- android:text="C语言回调Java中的空方法" />
-
- <Button
- android:id="@+id/call_string_parameter_method"
- android:layout_width="wrap_content"
- android:layout_height="wrap_content"
- android:onClick="onClick"
- android:text="C语言回调Java中的String参数方法" />
-
- <Button
- android:id="@+id/call_int_parameter_method"
- android:layout_width="wrap_content"
- android:layout_height="wrap_content"
- android:onClick="onClick"
- android:text="C语言回调Java中的int参数方法" />
-
- </LinearLayout>
jni源码 :
-- 头文件源码 :
- #include <jni.h>
-
- #ifndef _Included_shulaing_han_ndk_callback_DataProvider
- #define _Included_shulaing_han_ndk_callback_DataProvider
- #ifdef __cplusplus
- extern "C" {
- #endif
- JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode
- (JNIEnv *, jobject);
-
- JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode1
- (JNIEnv *, jobject);
-
- JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode2
- (JNIEnv *, jobject);
-
- #ifdef __cplusplus
- }
- #endif
- #endif
-- Android.mk源码 :
- LOCAL_PATH := $(call my-dir)
-
- include $(CLEAR_VARS)
-
- LOCAL_MODULE := jni
- LOCAL_SRC_FILES := jni.c
- #增加log函数对应的log库
- LOCAL_LDLIBS += -llog
-
- include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
-- jni主程序源码 :
- #include "shulaing_han_ndk_callback_DataProvider.h"
- #include "first.h"
- #include <string.h>
- #include <android/log.h>
- #define LOG_TAG "System.out"
- #define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
- #define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
-
- JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode
- (JNIEnv * env, jobject obj)
- {
-
-
- LOGI("in code");
-
- char* classname = "shulaing/han/ndk_callback/DataProvider";
-
-
- jclass dpclazz = (*env)->FindClass(env, classname);
- if(dpclazz == 0)
- LOGI("class not find !!!");
- else
- LOGI("class find !!!");
-
-
- jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env, dpclazz, "helloFromJava", "()V");
- if(methodID == 0)
- LOGI("method not find !!!");
- else
- LOGI("method find !!!");
-
-
- LOGI("before call method");
- (*env)->CallVoidMethod(env, obj, methodID);
- LOGI("after call method");
-
- }
-
- JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode1
- (JNIEnv *env, jobject obj)
- {
-
-
- LOGI("in code");
-
- char* classname = "shulaing/han/ndk_callback/DataProvider";
-
-
- jclass dpclazz = (*env)->FindClass(env, classname);
- if(dpclazz == 0)
- LOGI("class not find !!!");
- else
- LOGI("class find !!!");
-
-
- jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env, dpclazz, "printString", "(Ljava/lang/String;)V");
- if(methodID == 0)
- LOGI("method not find !!!");
- else
- LOGI("method find !!!");
-
-
- LOGI("before call method");
- (*env)->CallVoidMethod(env, obj, methodID, (*env)->NewStringUTF(env, "printString method callback success!!"));
- LOGI("after call method");
- }
-
- JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode2
- (JNIEnv *env, jobject obj)
- {
-
-
- LOGI("in code");
-
- char* classname = "shulaing/han/ndk_callback/DataProvider";
-
-
- jclass dpclazz = (*env)->FindClass(env, classname);
- if(dpclazz == 0)
- LOGI("class not find !!!");
- else
- LOGI("class find !!!");
-
-
- jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env, dpclazz, "Add", "(II)I");
- if(methodID == 0)
- LOGI("method not find !!!");
- else
- LOGI("method find !!!");
-
-
- LOGI("before call method");
- (*env)->CallIntMethod(env, obj, methodID, 3, 5);
- LOGI("after call method");
-
- }
7. 将程序上传到GitHub中
GitHub地址 :
-- SSH : git@github.com:han1202012/NDK_Callback.git
-- HTTP : https://github.com/han1202012/NDK_Callback.git
.
.
六. 实际开发中的环境
这里举一个简单的小例子 :
-- 在实际开发中, C工程师会给我们c文件如下 : first.h first.c, 一个C主程序, 一个头文件, 我们只需要将这个头文件引入到jni中的C代码中即可, 在我们自定义生成的签名函数中调用 first.h中的方法;
first.h源码 :
- #ifndef FIRST_H
- #define FIRST_H
-
- extern int first(int x, int y);
-
- #endif /* FIRST_H */
first.c源码 :
- #include "first.h"
-
- int first(int x, int y)
- {
- return x + y;
- }
在签名函数中, 直接调用 first()方法即可;
.
七 分析Log日志系统框架的JNI代码
在这里分析日志输出函数 : Log.i(TAG, "log"), 分析该日志系统的JNI层源码结构;
LogJNI调用层次 : android.util.Log.java 中的接口 是通过JNI调用 本地库 并最终调用内核驱动程序 Logger 将日志信息写到 内核空间中.
分析的源码文件 : "\" 代表Android源代码的本目录;
-- Java代码 : \frameworks\base\core\java\android\util\Log.java
-- JNI层实现代码 : \frameworks\base\core\jni\android_util_Log.cpp
下面的是Android自定义的JNI规范相关的源码 :
-- JNI规范头文件 : \dalvik\libnativehelper\include\nativehelper\jni.h
-- JNI帮助文件 : ① \dalvik\libnativehelper\include\nativehelper\JNIHelp.h ② \dalvik\libnativehelper\JNIHelp.c
-- JNI运行时文件 : \frameworks\base\core\jni\AndroidRuntime.cpp
1. 分析Log.java源码
Log.java分析 : 在Log.java文件中,定义了 isLoggable 和 println_native 两个Native方法, 在Java方法中, 只需要事先声明native方法, 不用实现方法体, 可以直接调用;
Log.java在Android源码中的位置 : \frameworks\base\core\java\android\util\Log.java
Log.java内容 :
- package android.util;
-
- import com.android.internal.os.RuntimeInit;
-
- import java.io.PrintWriter;
- import java.io.StringWriter;
- public final class Log {
-
- ... ...
-
-
- public static int d(String tag, String msg) {
- return println_native(LOG_ID_MAIN, DEBUG, tag, msg);
- }
-
-
- public static int d(String tag, String msg, Throwable tr) {
- return println_native(LOG_ID_MAIN, DEBUG, tag, msg + ‘\n‘ + getStackTraceString(tr));
- }
-
-
- public static int i(String tag, String msg) {
- return println_native(LOG_ID_MAIN, INFO, tag, msg);
- }
-
- ... ...
-
-
- public static native boolean isLoggable(String tag, int level);
-
- ... ...
-
-
-
-
-
-
-
-
- int priority, String tag, String msg);
- }
2. 分析Log系统JNI层源码
JNI层方法: JNI层方法根据一定规则与Java层声明的Native方法进行映射, 然后可以通过JNIEnv指针提供的JNI函数对Java层进行操作;
Log系统的JNI层文件是 : android_util_Log.cpp, 该文件路径 :\frameworks\base\core\jni\android_util_Log.cpp 代码如下 :
- #define LOG_NAMESPACE "log.tag."
- #define LOG_TAG "Log_println"
-
- #include <assert.h>
- #include <cutils/properties.h>
- #include <utils/Log.h>
- #include <utils/String8.h>
-
- #include "jni.h"
- #include "utils/misc.h"
- #include "android_runtime/AndroidRuntime.h"
-
- ... ...
-
- namespace android {
-
- struct levels_t {
- jint verbose;
- jint debug;
- jint info;
- jint warn;
- jint error;
- jint assert;
- };
- static levels_t levels;
-
- static int toLevel(const char* value)
- {
- switch (value[0]) {
- case ‘V‘: return levels.verbose;
- case ‘D‘: return levels.debug;
- case ‘I‘: return levels.info;
- case ‘W‘: return levels.warn;
- case ‘E‘: return levels.error;
- case ‘A‘: return levels.assert;
- case ‘S‘: return -1;
- }
- return levels.info;
- }
-
- static jboolean android_util_Log_isLoggable(JNIEnv* env, jobject clazz, jstring tag, jint level)
- {
- #ifndef HAVE_ANDROID_OS
- return false;
- #else /* HAVE_ANDROID_OS */
- int len;
- char key[PROPERTY_KEY_MAX];
- char buf[PROPERTY_VALUE_MAX];
-
- if (tag == NULL) {
- return false;
- }
-
- jboolean result = false;
-
-
- const char* chars = env->GetStringUTFChars(tag, NULL);
-
- if ((strlen(chars)+sizeof(LOG_NAMESPACE)) > PROPERTY_KEY_MAX) {
- jclass clazz = env->FindClass("java/lang/IllegalArgumentException");
- char buf2[200];
- snprintf(buf2, sizeof(buf2), "Log tag \"%s\" exceeds limit of %d characters\n",
- chars, PROPERTY_KEY_MAX - sizeof(LOG_NAMESPACE));
-
-
- env->ReleaseStringUTFChars(tag, chars);
-
- env->ThrowNew(clazz, buf2);
- return false;
- } else {
- strncpy(key, LOG_NAMESPACE, sizeof(LOG_NAMESPACE)-1);
- strcpy(key + sizeof(LOG_NAMESPACE) - 1, chars);
- }
-
- env->ReleaseStringUTFChars(tag, chars);
-
- len = property_get(key, buf, "");
- int logLevel = toLevel(buf);
- return (logLevel >= 0 && level >= logLevel) ? true : false;
- #endif /* HAVE_ANDROID_OS */
- }
-
- static jint android_util_Log_println_native(JNIEnv* env, jobject clazz,
- jint bufID, jint priority, jstring tagObj, jstring msgObj)
- {
- const char* tag = NULL;
- const char* msg = NULL;
-
- if (msgObj == NULL) {
- jclass npeClazz;
-
- npeClazz = env->FindClass("java/lang/NullPointerException");
- assert(npeClazz != NULL);
-
- env->ThrowNew(npeClazz, "println needs a message");
- return -1;
- }
-
- if (bufID < 0 || bufID >= LOG_ID_MAX) {
- jclass npeClazz;
-
- npeClazz = env->FindClass("java/lang/NullPointerException");
- assert(npeClazz != NULL);
-
- env->ThrowNew(npeClazz, "bad bufID");
- return -1;
- }
-
- if (tagObj != NULL)
- tag = env->GetStringUTFChars(tagObj, NULL);
- msg = env->GetStringUTFChars(msgObj, NULL);
-
- int res = __android_log_buf_write(bufID, (android_LogPriority)priority, tag, msg);
-
- if (tag != NULL)
- env->ReleaseStringUTFChars(tagObj, tag);
- env->ReleaseStringUTFChars(msgObj, msg);
-
- return res;
- }
-
- static JNINativeMethod gMethods[] = {
-
- { "isLoggable", "(Ljava/lang/String;I)Z", (void*) android_util_Log_isLoggable },
- { "println_native", "(IILjava/lang/String;Ljava/lang/String;)I", (void*) android_util_Log_println_native },
- };
-
- int register_android_util_Log(JNIEnv* env)
- {
- jclass clazz = env->FindClass("android/util/Log");
-
- if (clazz == NULL) {
- LOGE("Can‘t find android/util/Log");
- return -1;
- }
-
- levels.verbose = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "VERBOSE", "I"));
- levels.debug = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "DEBUG", "I"));
- levels.info = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "INFO", "I"));
- levels.warn = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "WARN", "I"));
- levels.error = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "ERROR", "I"));
- levels.assert = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "ASSERT", "I"));
-
- return AndroidRuntime::registerNativeMethods(env, "android/util/Log", gMethods, NELEM(gMethods));
- }
-
- };
3. 声明JNI 与 Native 方法的映射关系
标准JNI规范 : 在标准的JNI规范中, Java中的Native方法 与 JNI层方法 是通过方法名的对应关系进行映射的, 我们通过 javah 工具生成JNI层头文件, 头文件中定义了规范的JNI层方法名, 这个方法名就与Java Native方法对应;
Android自定义规范 : 在 \dalvik\libnativehelper\include\nativehelper\jni.h 中定义了这样的映射关系 :
- typedef struct {
- const char* name;
- const char* signature;
- void* fnPtr;
- } JNINativeMethod;
.
JNINativeMethod类型数据 : 在android_util_Log.cpp 中定义了一个该类型的数组 :
- static JNINativeMethod gMethods[] = {
-
- { "isLoggable", "(Ljava/lang/String;I)Z", (void*) android_util_Log_isLoggable },
- { "println_native", "(IILjava/lang/String;Ljava/lang/String;)I", (void*) android_util_Log_println_native },
- };
JNINativeMethod结构体作用 : JNINativeMethod是一个结构体类型, 声明了Native方法 与 JNI方法 的映射关系;
-- 解析上面的数组中的元素 :
--- Native方法 : "isLoggable" 是Java中声明的Native方法;
--- 方法签名 : "(Ljava/lang/String;I)Z" 表示该方法的签名, 参数是String类型 和 int类型, Z 表示 boolean类型;
--- JNI方法 : (void*) android_util_Log_isLoggable 表示JNI层实现的方法指针;
4. 注册JNI方法到虚拟机中
映射关系体现到虚拟机中 : 在android_util_Log.cpp 中存在这样的方法 :
- int register_android_util_Log(JNIEnv* env)
- {
- jclass clazz = env->FindClass("android/util/Log");
-
- if (clazz == NULL) {
- LOGE("Can‘t find android/util/Log");
- return -1;
- }
-
- levels.verbose = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "VERBOSE", "I"));
- levels.debug = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "DEBUG", "I"));
- levels.info = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "INFO", "I"));
- levels.warn = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "WARN", "I"));
- levels.error = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "ERROR", "I"));
- levels.assert = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "ASSERT", "I"));
-
- return AndroidRuntime::registerNativeMethods(env, "android/util/Log", gMethods, NELEM(gMethods));
- }
-
- };
核心方法 : 该函数调用了 AndroidRuntime::registerNativeMethods(env, "android/util/Log", gMethods, NELEM(gMethods)) 方法注册JNI方法;
register_android_util_Log调用时机 : 该函数是在Android系统启动的时候, 通过AndroidRuntime.cpp中的register_jni_proocs方法执行, 执行该方法的时候会将 Native方法 与 JNI方法 的函数映射关系注册给 Dalvik 虚拟机;
5. 解析registerNativeMethod函数
该函数定义在AndroidRuntime.cpp中 : 该文件的路径在 \frameworks\base\core\jni\AndroidRuntime.cpp ;
- const char* className, const JNINativeMethod* gMethods, int numMethods)
- {
- return jniRegisterNativeMethods(env, className, gMethods, numMethods);
- }
registerNativeMethods 方法只是对 jniRegisterNativeMethods 方法的封装, 在JNIHelp.h中找到该方法的声明:
- int jniRegisterNativeMethods(C_JNIEnv* env, const char* className,
- const JNINativeMethod* gMethods, int numMethods);
在JNIHelp.c 中找到该方法的实现 : 最终方法中调用了 JNIEnv 的RegisterNatives 函数, 将gMethods中存放的JNINativeMethod结构体(存放Native方法 与 JNI方法关联信息) 传递到java虚拟机;
- int jniRegisterNativeMethods(JNIEnv* env, const char* className,
- const JNINativeMethod* gMethods, int numMethods)
- {
- jclass clazz;
-
- LOGV("Registering %s natives\n", className);
- clazz = (*env)->FindClass(env, className);
- if (clazz == NULL) {
- LOGE("Native registration unable to find class ‘%s‘\n", className);
- return -1;
- }
-
- int result = 0;
- if ((*env)->RegisterNatives(env, clazz, gMethods, numMethods) < 0) {
- LOGE("RegisterNatives failed for ‘%s‘\n", className);
- result = -1;
- }
-
- (*env)->DeleteLocalRef(env, clazz);
- return result;
- }
6. JNI的规范
Android中JNI存在两种规范 : 一种是标准的JNI规范, 多在应用层使用; 另一种是Android中自定义的规范, 多使用在应用框架层;
-- JNI标准规范: 遵守JNI标准规函数命名方式, JNI中方法命名为 Java_包名_类名_方法名 , 可以使用javah生成签名头文件, 靠这种方式实现 Native方法 与 JNI方法之间的映射关系, 即应用直接与框架层进行交互, 这种规范常用与应用开发;
-- 函数注册规范 : 这是Android自定义的一种规范, 应用框架层采用该规范, 即应用框架层 与 框架层 进行交互, 底层源码开发多使用该规范;
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原文地址:http://www.cnblogs.com/tianshiaimi/p/ndk.html