JNI相关

时间 2019-11-29

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Android JNI和NDK关系
一、什么JNI
Java Native Interface (JNI)标准是Java平台的一部分，它容许Java代码和其余语言写的代码进行交互。JNI 是本地编程接口，它使得在 Java 虚拟机 (VM) 内部运行的 Java 代码可以与用其它编程语言(如 C、C++ 和汇编语言)编写的应用程序和库进行交互操做。
上面过程分为2个部分：
第1、用C语言生成一个库文件。
第2、在java中调用这个库文件的函数。
二、NDK
NDK全称：Native Development Kit。
NDK是一系列工具的集合。
* NDK提供了一系列的工具，帮助开发者快速开发C（或C++）的动态库，并能自动将so和java应用一块儿打包成apk。这些工具对开发者的帮助是巨大的。
* NDK集成了交叉编译器，并提供了相应的mk文件隔离CPU、平台、ABI等差别，开发人员只须要简单修改mk文件（指出“哪些文件须要编译”、“编译特性要求”等），就能够建立出so。
* NDK能够自动地将so和Java应用一块儿打包，极大地减轻了开发人员的打包工做。
我的理解，NDK就是可以方便快捷开发.so文件的工具。
JNI的过程比较复杂，生成.so须要大量操做，而NDK就是简化了这个过程。css

registerNativeMethodshtml

传统java Jni方式：1.编写带有native方法的Java类；—>2.使用javah命令生成.h头文件；—>3.编写代码实现头文件中的方法，这样的“官方” 流程，但也许有人没法忍受那“丑陋”的方法名称，
通用方式：RegisterNatives方法能帮助你把c/c++中的方法隐射到Java中的native方法，而无需遵循特定的方法命名格式。应用层级的Java类别透过VM而呼叫到本地函数。通常是仰赖VM去寻找*.so里的本地函数。若是须要连续呼叫不少次，每次都须要寻找一遍，会多花许多时间。此时，组件开发者能够自行将本地函数向VM进行登记，VM调registerNativeMethods()函数的用途有二：　　(1)更有效率去找到函数。　　(2)可在执行期间进行抽换。因为gMethods[]是一个<名称，函数指针>对照表，在程序执行时，可屡次呼叫registerNativeMethods()函数来更换本地函数之指针，而达到弹性抽换本地函数之目的。java

cpp文件中 android

static JNINativeMethod methods[] = {  
    {"native_setText","([BJI)I",(void*)native_setText },  
    {"native_clearText","(I)I",(void*)native_clearText },  
    {"native_create","(I)I",(void*)native_create },  
    {"native_start","()I",(void*)native_start },  
    {"native_next","()I",(void*)native_next },  
    {"native_flush","()I",(void*)native_flush },  
    {"native_stop","()I",(void*)native_stop },  
    {"native_pause","()I",(void*)native_pause },  
    {"native_resume","()I",(void*)native_resume },  
    {"native_get_current_position","()J",(void*)native_get_current_position },  
    {"native_setSpeed","(I)I",(void*)native_setSpeed },  
    {"native_getSynSpeed","()I",(void*)native_getSynSpeed },  
    {"native_finalize","()I",(void*)native_finalize },  
    {"native_delete","()I",(void*)native_delete },  
};  

//Class path name for Register 
static const char *classPathName = "android/tts/TTS";  

/* * Register several native methods for one class. */  
static int registerNativeMethods(JNIEnv* env, const char* className,  
                                 JNINativeMethod* gMethods, int numMethods)  
/* * Register native methods for all classes we know about. * * returns JNI_TRUE on success. */  
static int registerNatives(JNIEnv* env)  
{  
    if (!registerNativeMethods(env, classPathName,  
                               methods, sizeof(methods) / sizeof(methods[0]))) {  
        return JNI_FALSE;  
    }  


    return JNI_TRUE;  
}

java文件中 c++

static native int native_create(int streamType);  
    static native int native_setSpeed(int speed);  
    static native int native_setText(byte str[],long length,int islast);  
    static native int native_clearText(int appID);  
    static native int native_start();  
    static native int native_next();  
    static native int native_flush();  
    static native int native_pause();  
    static native int native_resume();  
    static native int native_stop();   
    static native int native_finalize();  
    static native int native_delete();  
    static native int native_getSynSpeed();  
    static native boolean native_isPlaying();  
    static native long native_get_current_position();

JNI组件的入口函数——JNI_OnLoad()、JNI_OnUnload()
JNI组件被成功加载和卸载时，会进行函数回调，当VM执行到System.loadLibrary(xxx)函数时，首先会去执行JNI组件中的JNI_OnLoad()函数，而当VM释放该组件时会呼叫JNI_OnUnload()函数。先看示例代码：编程

typedef union {
JNIEnv* env;
void* venv;
} UnionJNIEnvToVoid; 数组

/* This function will be call when the library first be loaded */
jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
{
UnionJNIEnvToVoid uenv;
JNIEnv* env = NULL;
LOGI(“JNI_OnLoad!”); markdown

if (vm->GetEnv((void**)&uenv.venv, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {  
    LOGE("ERROR: GetEnv failed");  
    return -1;  
}  

env = uenv.env;;  

if (registerNatives(env) != JNI_TRUE) {  
    LOGE("ERROR: registerNatives failed");  
    return -1;  
}  

 return JNI_VERSION_1_4;

} oracle

JNI_OnLoad()有两个重要的做用：
指定JNI版本：告诉VM该组件使用那一个JNI版本(若未提供JNI_OnLoad()函数，VM会默认该使用最老的JNI 1.1版)，若是要使用新版本的JNI，例如JNI 1.4版，则必须由JNI_OnLoad()函数返回常量JNI_VERSION_1_4(该常量定义在jni.h中) 来告知VM。
初始化设定，当VM执行到System.loadLibrary()函数时，会当即先呼叫JNI_OnLoad()方法，所以在该方法中进行各类资源的初始化操做最为恰当。
JNI_OnUnload()的做用与JNI_OnLoad()对应，当VM释放JNI组件时会呼叫它，所以在该方法中进行善后清理，资源释放的动做最为合适。app

JNI中的日志输出
你必定很是熟悉在Java代码中使用Log.x(TAG,“message”)系列方法，在c/c++代码中也同样，不过首先你要include相关头文件。遗憾的是你使用不一样的编译环境( 请参考上文中两种编译环境的介绍) ，对应的头文件略有不一样。。
若是是在完整源码编译环境下，只要include

#define LOG_TAG "HelloJni" 
#define LOG_NDEBUG 0 
#define LOG_NIDEBUG 0 
#define LOG_NDDEBUG 0 


#include <string.h> 
#include <jni.h> 
#include <utils/Log.h> 
jstring Java_com_inc_android_ime_HelloJni_stringFromJNI(JNIEnv* env,jobject thiz){  
    LOGI("Call stringFromJNI!\n");  
    return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI （中文）!");  
}

JNI 的对应数据类型针对java和c++
c/c++方法和Java方法之间映射关系的关键是 JNINativeMethod 结构，该结构定义在jni.h中，具体定义以下：
[cpp] view plain copy

typedef struct {   
  const char* name;//java方法名称 
  const char* signature; //java方法签名 
  void*       fnPtr;//c/c++的函数指针 
} JNINativeMethod;

参照上文示例中初始化该结构的代码：
[cpp] view plain copy
//定义方法隐射关系

static JNINativeMethod methods[] = {  
  {"sayHello", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;", (void*)sayHello},  
};

其中比较难以理解的是第二个参数——signature字段的取值，实际上这些字符与函数的参数类型/返回类型一一对应，其中”()” 中的字符表示参数，后面的则表明返回值。例如”()V” 就表示void func()，”(II)V” 表示 void func(int, int)，具体的每个字符的对应关系以下：
字符 Java类型 C/C++类型
V void void
Z jboolean boolean
I jint int
J jlong long
D jdouble double
F jfloat float
B jbyte byte
C jchar char
S jshort short

数组则以”[“开始，用两个字符表示：
字符 java类型 c/c++类型
[Z jbooleanArray boolean[]
[I jintArray int[]
[F jfloatArray float[]
[B jbyteArray byte[]
[C jcharArray char[]
[S jshortArray short[]
[D jdoubleArray double[]
[J jlongArray long[]

上面的都是基本类型，若是参数是Java类，则以”L”开头，以”;”结尾，中间是用”/”隔开包及类名，而其对应的C函数的参数则为jobject，一个例外是String类，它对应C类型jstring，例如：Ljava/lang /String; 、Ljava/net/Socket; 等，若是JAVA函数位于一个嵌入类（也被称为内部类），则用做为类名间的分隔符，例如："Landroid/os/FileUtils FileStatus;”。

In C, all other JNI reference types are defined to be the same as jobject. For example:
typedef jobject jclass; 
In C++, JNI introduces a set of dummy classes to enforce the subtyping relationship. For example:
class _jobject {}; 
class _jclass : public _jobject {}; 
... 
typedef _jobject *jobject; 
typedef _jclass *jclass; 
Field and Method IDs
Method and field IDs are regular C pointer types:
struct _jfieldID;              /* opaque structure */ 
typedef struct _jfieldID *jfieldID;   /* field IDs */ 

struct _jmethodID;              /* opaque structure */ 
typedef struct _jmethodID *jmethodID; /* method IDs */ 
The Value Type
The jvalue union type is used as the element type in argument arrays. It is declared as follows:
typedef union jvalue { 
    jboolean z; 
    jbyte    b; 
    jchar    c; 
    jshort   s; 
    jint     i; 
    jlong    j; 
    jfloat   f; 
    jdouble  d; 
    jobject  l; 
} jvalue; 
Type Signatures
The JNI uses the Java VM’s representation of type signatures. Table 3-2 shows these type signatures.
Table 3-2 Java VM Type Signatures
Type Signature
Java Type
Z
boolean
B
byte
C
char
S
short
I
int
J
long
F
float
D
double
L fully-qualified-class ;
fully-qualified-class
[ type
type[]
( arg-types ) ret-type
method type
For example, the Java method:
long f (int n, String s, int[] arr); 
has the following type signature:
(ILjava/lang/String;[I)J

参考的资料：http://download.oracle.com/javase/1.5.0/docs/guide/jni/spec/types.html#wp568
http://www.top-e.org/jiaoshi/html/?168.html
http://neillife.blogspot.com/2009/01/how-to-add-new-module-to-android.html
http://blog.csdn.net/zhenyongyuan123/article/details/5862054
http://download.oracle.com/javase/1.5.0/docs/guide/jni/spec/jniTOC.html
http://cnetwei.iteye.com/blog/825306