Android JNI开发系列之Java与C相互调用

这是这个系列的第二篇，第一篇介绍了如何配置。这一篇介绍Java与C如何相互介绍。

没有配置过的能够去看看Android JNI开发系列之配置

首先介绍的就是Java如何调用C，而C调用Java核心使用的就是反射，下面会依次介绍。

1、Java调用C

第一篇中有个简单的例子，就是使用Java调用C，调用一个无参的native函数，并返回一个String，下面接着说点更多的状况：

• 基本类型对应状况
• 字符串处理
• 数组的处理

基本类型对应状况

由于Java和C的基本类型也有些许区别，而在这二者之间还有一个jni的类型做为桥梁链接转换类型，有一张图特别好，一看就清楚了，借了一下这位做者文章中的图，表示感谢。

下边对于数据的处理就是基于这些类型去处理的。

字符串的处理

一、首先先来一个字符串的拼接

这个也是坑了我这个萌新很多，体会到其实Java的垃圾回收机制仍是很方便的。

其中在c中字符串的拼接主要就是使用strcat方法，导入#include<string.h>包。

仍是老样子，先定义一个native方法，对于配置都是在上一篇的基础上的：

public class Hello {
    static {
        System.loadLibrary("Hello");
    }

    //传入一个字符串，拼接一段字符串后返回
    public native String sayHello(String msg);
}
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接着在Hello.c文件中写这个方法，这里有两种方法去写这个方法，第一种是手动本身写，也有点技巧：

• 首先看到返回的是String，对应的就是jstring
• 而后函数名就是：Java_类彻底限定名_方法名，其中彻底限定名，能够在Hello这个类上右键->Copy Reference，而后再把名字中间的点改成下划线。
• 而后函数的参数：前两个参数必须的，JNIEnv *env, jobject instance，而后第三个参数开始就是在Java中定义的方法的参数，这里传入了一个String，在这里的就改成jstring msg，方法以下：

jstring Java_net_arvin_androidstudy_jni_Hello_sayHello(JNIEnv *env, jobject instance,
                                                       jstring msg) {
    // implement code...
}
复制代码

还有一种方法就是使用javah命令，处理.java文件就能获得定义的.h文件；方法就是在该项目的java目录下，使用命令javah 类的彻底限定名，在我这个项目里就是： javah net.arvin.androidstudy.jni.Hello

这样在java目录下就有一个net_arvin_androidstudy_jni_Hello.h文件，打开能够看到这个方法：

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_net_arvin_androidstudy_jni_Hello_sayHello
  (JNIEnv *, jobject, jstring);
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其中JNIEXPORT和JNICALL关键字均可以去掉的，去掉后就和上边的方法同样了，而后本身去把参数的名字补充上便可。

最后对于字符串的拼接，没啥好说的，我这里提供一种方式：

jstring Java_net_arvin_androidstudy_jni_Hello_sayHello(JNIEnv *env, jobject instance,
                                                       jstring msg) {
    char *fromJava = (char *) (*env)->GetStringUTFChars(env, msg, JNI_FALSE);
    char *fromC = " add I am from C~";
    char *result = (char *) malloc(strlen(fromJava) + strlen(fromC) + 1);
    strcpy(result, fromJava);
    strcat(result, fromC);
    return (*env)->NewStringUTF(env, result);
}
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• 先将jstring转为char*
• 而后把要拼接的字符串定义出来
• 接着关键来了，动态申请一块区域用于存储拼接后的字符串，申请的长度就是传进来的字符串和要添加的长度之和
• 接着就是把这两个字符串拼在一块儿，先使用strcpy是由于result尚未初始化，至关于把fromJava赋值给result，而后再把fromC拼接到result中
• 最后就是使用NewStringUFT将char*转换成jstring

最后就是去调用，这就简单了。

Hello jni = new Hello();
String result = jni.sayHello("I am from Java");
Log.d(TAG, result);
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二、字符串比较

有了上文的介绍，这个比较就比较简单，核心就是使用strcmp方法，Java代码以下：

public class Hello {
    static {
        System.loadLibrary("Hello");
    }

    //若是是c中要求的就返回200，不然就返回400
    public native int checkStr(String str);

}
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c代码以下：

jint Java_net_arvin_androidstudy_jni_Hello_checkStr
        (JNIEnv *env, jobject instance, jstring jstr) {
    char *input = (char *) (*env)->GetStringUTFChars(env, jstr, JNI_FALSE);
    char *real = "123456";
    return strcmp(input, real) == 0 ? 200 : 400;
}
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这里就不接着介绍其余的处理方法了，须要时能够本身搜一下。

处理数组

一样有了上文的基础，Java代码以下：

public class Hello {
    static {
        System.loadLibrary("Hello");
    }

    public native void increaseArray(int[] arr);

}
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C代码以下：

void Java_net_arvin_androidstudy_jni_Hello_increaseArray
        (JNIEnv *env, jobject instance, jintArray arr) {
    jsize length = (*env)->GetArrayLength(env, arr);
    jint *elements = (*env)->GetIntArrayElements(env, arr, JNI_FALSE);
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        elements[i] += 10;
    }
    (*env)->ReleaseIntArrayElements(env, arr, elements, 0);
}
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能够看到：

• GetArrayLength：获取数组长度
• GetIntArrayElements：从java数组获取数组指针，注意JNI_FALSE这个参数，代码是否复制一份，false表示不复制，直接使用java数组的内存地址
• for循环，每一个数组元素都加10
• 最后释放本地数组内存，最后一个参数，0表示将值修改到java数组中，而后释放本地数组，这个参数还有两个可选值：JNI_COMMIT和JNI_ABORT，前一个修改值到java数组，可是不释放本地数组内存，后一个，不修改值到java数组，可是会释放本地数组内存。

到这里Java调用C的介绍就到这里，方法基本介绍了，可是如何更好的运用还需努力实践。

C调用Java

上文中说到这个操做，主要是利用反射，这样就能调用Java代码了。

对于配置都不说了，也直接上代码，主要的细节都是在反射那里。

先来一个C调用Java无参无返回值的函数，Java代码以下：

public class CallJava {
    static {
        System.loadLibrary("Hello");
    }

    private static final String TAG = "CallJava";

    //调用无参，无返回函数
    public native void callVoid();

    public void hello() {
        Log.d(TAG, "Java的hello方法");
    }
}
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能够看到这里换了一个类了，可是没有影响，以后会介绍这一块知识。

C代码：

//调用public void hello()方法
void Java_net_arvin_androidstudy_jni_CallJava_callVoid
        (JNIEnv *env, jobject instance) {
    jclass clazz = (*env)->FindClass(env, "net/arvin/androidstudy/jni/CallJava");
    jmethodID method = (*env)->GetMethodID(env, clazz, "hello", "()V");
    jobject object = (*env)->AllocObject(env, clazz);
    (*env)->CallVoidMethod(env, object, method);
}
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这个就是四部曲：

• 获取Java中的class
• 获取对应的函数
• 实例化该class对应的实例
• 调用方法

获取Java中的class

第一步：使用FindClass方法，第二个参数，就是要调用的函数的类的彻底限定名，可是须要把点换成/

获取对应的函数

第二步：使用GetMethodID方法，第二个参数就是刚获得的类的class，第三个就是方法名，第四个就是该函数的签名，这里有个技巧，使用javap -s 类的彻底限定名就能获得该函数的签名，可是须要在build->intermediates->classes->debug目录下，使用该命令，获得以下结果：

//else method...

public void hello();
    descriptor: ()V
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descriptor：后边的就是该方法的签名

实例化该class对应的实例

第三步：使用AllocObject方法，使用clazz建立该class的实例。

调用方法

第四步：使用CallVoidMethod方法，能够看到这个就是调用返回为void的方法，第二个参数就是第三步中建立的实例，第三个参数就是上边建立的要调用的方法。

有了这个四部就能在C中吊起Java中的代码了。

而对于有参，有返回的方法，在这四部曲的基础上，只须要修改第二步获取方法的名字和签名，其中签名以及第四步的CallMethod方法，Type能够是int，string，boolean，float等等。

提示：对于基本类型又个技巧，括号内依次是参数的类型的缩写，括号右边是返回类型的缩写，用得多了就能够不用每次都去使用命令查询了，可是开始最好仍是都查一下，省得出错

可是对于静态方法的调用就应该使用GetStaticMethodID和CallStaticVoidMethod了，而对于静态方法就不须要实例化对象，相对来讲还少一步。

到这里，可能有使用过java的反射的同窗有疑问了，若是是去调用private的方法，会不会报错呢，这个能够告诉你，我试过了，也是能够调用起来的，没有问题，不用担忧啦。

到这里，Java调用C，C调用Java基本就算是完成了，这个代码我也会上传到github上，须要的同窗能够自行下载比对，有不足之处也请多多指教。地址在文末。

添加多个C文件的配置

前文中说了，对于多文件的配置会在以后的文章中说到，果真，在第二篇中，想着方法太多了，我想放到别的文件中去处理，避免混乱了，因此就去了解了一下，在此告诉你们，其实很简答。

首先，在以前的配置基础上，再在cpp目录下建立一个文件，例如这里叫作Test.c，而后再到CMakeLists.txt文件中关联上就好了，关联方式以下：

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

add_library(Hello
            SHARED
            src/main/cpp/Hello.c
            src/main/cpp/Test.c)
复制代码

对比以前的配置，对了一行src/main/cpp/Test.c至关于把Test.c文件也关联到叫作Hello的这个lib中。

虽然如今c代码也能够调试debug了，可是仍是有打印日志才方便，printf是没有用的，因此须要咱们手动去添加一个日志库，首先在CMakeLists.txt中添加成以下：

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

add_library(Hello
            SHARED
            src/main/cpp/Hello.c
            src/main/cpp/Test.c)

find_library(log-lib log)

target_link_libraries(Hello ${log-lib})
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多了后两句代码。而后再须要用到的地方申明：

#include "android/log.h"

#define LOG_TAG "JNI_TEST"
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
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这样就能在这个类中使用了：

• LOGD：debug级别日志
• LOGI：info级别日志
• LOGE：error级别日志

这里就有个技巧了，定义一个Log.c文件，导入上文中的配置，而后在须要用日志的地方引入Log.c便可。

这样就不用在每一个文件开头都去申明这些东西了。

示例代码

Android JNI学习

在这个项目中，java代码在包下的jni下，配置也可在相应位置查看。

感谢

部分代码来源尚硅谷Android视频《JNI》