Android Native jni 编程入门

在某些情况下，Java编程已经不能满足我们的需要，比如一个复杂的算法处理，这时候就需要用到jni（java native interface）技术；

jni 其实就是java和c/cpp之间进行通信的一个接口规范，java可以调用c/cpp里面的函数，同样，c/cpp也可以调用java类的方法；

jni开发工具ndk的安装：
在最新的ndk版本中，安装ndk很简单，只需要装ndk的路径配置到系统环境变量中即可；
在编译的时候，进入工程根目录；执行命令 ndk-build 即可完成编译；下面就通过一个例子一步一步的来初步学习jni一、HelloWorld新建一个工程，你甚至不需要其它额外的设置，然后在工程中添加一个jni目录，然后就可以开始了；1.新建一个java类HelloWorld.javapackage com.jni;public class HelloWorld {static {System.loadLibrary（"helloworld"）;}public native String helloworld（）;}在HelloWorld中，定义了一个方法helloworld（），只不过这个方法被申明成了native的，并没有具体的实现，具体功能我们在接下来的cpp文件中实现；2.在jni目录下添加一个helloworld.cpp#include <jni.h>#include <Android/log.h>#include <string.h>#ifndef _Included_com_jni_HelloWorld // 1#define _Included_com_jni_HelloWorld#ifdef __cplusplus // 2extern "C" {#endif // 2JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_jni_HelloWorld_helloworld（JNIEnv *, jobject）;#ifdef __cplusplus // 3}#endif // 3#endif // 1JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_jni_HelloWorld_helloworld（JNIEnv * env,jobject obj） {return env->NewStringUTF（"helloworld"）;}从上面这个cpp文件中可以很明白的看出，它有一个方法，具体包括方法申明和方法实现两个部分；但是相信大家也都看出来了，方法的命令很怪异，怎么这么长的方法名？我们在这里先思考一个问题，java类中的方法是如何调用c++中的方法的呢？要解决这个问题，就得先来看这个长长的方法名；其实这是jni的一个规范之一，用于映射java方法和c/c++中的方法对应；再来看在cpp中定义的函数名：Java_com_jni_HelloWorld_helloworld其实不难看出，java文件与cpp文件中函数名的配对定义方式为Java + 包名 + java类名 + 方法/函数名，中间用_分隔；其中两个参数分别是：

env:当前该线程的内容，包含线程里面全部内容；
obj:当前类的实例,指.java文件的内容（在该例子中即是HelloWorld类）；

这里的helloworld方法，其实就只是返回了一个单词"helloworld"；3.在jni目录下添加一个Android.mk文件LOCAL_PATH := $（call my-dir）include $（CLEAR_VARS）LOCAL_MODULE:= helloworldLOCAL_SRC_FILES := helloworld.cppinclude $（BUILD_SHARED_LIBRARY）4.在命令行下进入工程目录执行 ndk-build 命令，然后运行程序，调用HelloWorld实例的helloworld方法就可以得到它的返回字符串了；二、jni调用Java类的方法（1）通过上面的helloworld练手之后，我们来看一下jni调用java类里面的方法的实现；1.新建设一个MethodCall.java文件如下public class MethodCall {final String tag = "MethodCall";static {System.loadLibrary（"methodcall"）;}public native String jniCallMethod1（）;public native String jniCallMethod2（）;public native String jniCallStaticMethod（）;public void javaMethod1（） {Log.e（tag, "javaMethod1"）;}public String javaMethod2（） {Log.e（tag, "javaMethod2"）;return "javaMethod2";}public static void javaStaticMethod（String input） {Log.e（"MethodCall", "" + input）;}}该类有6个方法，其中有3个是java类的方法，另外3个是native方法，3个native方法分别去调用3个java方法；2.添加三个native方法具体实现 methodcall.cpp#include <jni.h>#include <android/log.h>#include <string.h>#ifndef _Included_com_jni_MethodCall#define _Included_com_jni_MethodCall#ifdef __cplusplusextern "C" {#endifJNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_jni_MethodCall_jniCallMethod1（JNIEnv *,jobject）;JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_jni_MethodCall_jniCallMethod2（JNIEnv *,jobject）;JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_jni_MethodCall_jniCallStaticMethod（JNIEnv *,jobject）;#ifdef __cplusplus}#endif#endifJNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_jni_MethodCall_jniCallMethod1（JNIEnv * env,jobject obj） {jmethodID mid; // 方法标识idjclass cls = env->GetObjectClass（obj）; // 类的对象实例mid = env->GetMethodID（cls, "javaMethod1", "（）V"）;env->CallVoidMethod（obj, mid）;return env->NewStringUTF（"jniCallMethod1"）;}JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_jni_MethodCall_jniCallMethod2（JNIEnv * env,jobject obj） {jmethodID mid; // 方法标识idjclass cls = env->GetObjectClass（obj）; // 类的对象实例mid = env->GetMethodID（cls, "javaMethod2", "（）Ljava/lang/String;"）;jstring js = （jstring） env->CallObjectMethod（obj, mid）;return js;}JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_jni_MethodCall_jniCallStaticMethod（JNIEnv * env, jobject obj） {jmethodID mid; // 方法标识idjclass cls = env->GetObjectClass（obj）; // 类的对象实例mid = env->GetStaticMethodID（cls, "javaStaticMethod","（Ljava/lang/String;）V"）;jstring input = env->NewStringUTF（"jniCallStaticMethod->>javaStaticMethod"）;env->CallStaticVoidMethod（cls, mid, input）;return env->NewStringUTF（"jniCallStaticMethod"）;}该cpp文件中有3个方法（我这里把方法名都写得很明白直观，相信不需要注释都知道是调用的哪一个java方法）我们知道，在java编程中，对一个类的调用，其实是先创建一个类的对象实例，然后再调用它的方法（这里指的是非static方法），那么我们是如何在c/c++文件中调用java方法的呢？回到上面的HelloWorld，我们讲方法名的时候，下边有随便提到的方法的参数，其中，第二个参数obj其实就是我们在java中使用的类的实例，到这里，相信是如何调用java方法的大家都明白了吧；在java中，每一个方法其实都有一个id，我们在c/c++中不能直接通过obj来调用一个java方法，我们要先获取方法的id，通过GetMethodID（）来获取，需要传入类的类型，方法名，方法的签名（方法签名在文章后面会讲到签名规则）；然后再在线程里面调用java方法，通过env->Call****Method（）;需要传入对象实例，方法id，或者其它参数；（上面只展示了几个这种方法，其它的方法如果大家有需要用到可以自行查找资料解决）；3.编写Android.mk文件，在Android.mk文件后面添加如下内容include $（CLEAR_VARS）LOCAL_MODULE:= methodcallLOCAL_SRC_FILES := methodcall.cppinclude $（BUILD_SHARED_LIBRARY）4.执行ndk-build 命令，下面是分别执行3个jniCall****方法的结果三、jni调用Java类的方法（1）上面是c++调用java方法的例子，下面再帖一个c调用java方法的例子1.Java文件 MethodCall1.javapackage com.jni;public class MethodCall1 {static {System.loadLibrary（"methodcall1"）;}public static int value = 0;public static void javaMethod（） {value = 12;}public native int jniCalljavaMethod（）;}2.methodcall.c#include <string.h>#include <jni.h>jint Java_com_jni_MethodCall1_jniCalljavaMethod（JNIEnv* env, jobject thiz）//env:当前该线程的内容,包含线程全部的东西;thiz:当前类的实例,指.java文件的内容{jint si;jfieldID fid; // 一个字段,实际上对应java类里面的一个字段或属性;jclass cls = （*env）->GetObjectClass（env, thiz）; // 类的对象实例jmethodID mid = （*env）->GetStaticMethodID（env, cls, "javaMethod", "（）V"）; // 一个方法的id//（I）V（I）Iif （mid == NULL） {return -1;}（*env）->CallStaticVoidMethod（env, cls, mid）; //调用callback方法fid = （*env）->GetStaticFieldID（env, cls, "value", "I"）; //取出value字段if （fid == NULL） {return -2;}si = （*env）->GetStaticIntField（env, cls, fid）; //取出字段对应的值（fid字段对应的值）return si;//return （*env）->NewStringUTF（env, "init success"）;}3.完善Android.mk文件，参照二里面第四步；4.运行代码MethodCall1 mc1 = new MethodCall1（）;Log.e（tag, MethodCall1.value + "->" + mc1.jniCalljavaMethod（））;四、方法签名规则

JNI类型签名规则
Java类型	类型签名	Java类型	类型签名
boolean	Z	long	J
byte	B	float	F
char	C	double	D
short	S	类	L全限定类名;
int	I	数组	[元素类型签名

上面是各种数据类型对应的签名字符

基本数据类型的签名很简单，只是一个选定的字母；
类的签名规则是:"L" + 全限定类名+";"三部分组成，其中全限定类名以"/"分隔；

方法的签名组成："（参数签名）" + "返回值签名"例如Java方法long fun（int n, String str, int[] arr）;
根据上面的签名规则可以得到其签名为：（ILjava/lang/String;[I）J
上面的签名分为两部分：括号里面为函数的参数，参数的内容分三部分"I","Ljava/lang/String;","[I"，之间没有空格；括号外边是函数的返回类型签名。需要注意的是如果函数返回类型为void则其中返回类型签名为V；五、动态注册函数前面二和三都是c/c++里面方法的名称来映射函数，其实jni还为我们提供了动态注册函数的功能；1.添加java文件 DynamicRegisterMethod.javapackage com.jni;public class DynamicRegisterMethod {static {System.loadLibrary（"dynamicregistermethod"）;}public native String dynamicRegisterMethod（）;}2.添加 c 文件 #include <string.h>#include <jni.h>#ifndef _Included_org_spring_SpringUtils#define _Included_org_spring_SpringUtilsjstring JNICALL java_dynamicRegisterMethod（JNIEnv * env, jobject obj） {return （*env）->NewStringUTF（env, "dynamicRegisterMethod"）;}static JNINativeMethod gmethods[] = { { "dynamicRegisterMethod","（）Ljava/lang/String;", （void*） java_dynamicRegisterMethod } };static int registerNativeMethods（JNIEnv * env, const char* className,JNINativeMethod* gMethods, int numMethods） {jclass clazz;clazz = （*env）->FindClass（env, className）;if （clazz == NULL）return JNI_FALSE;if （（（*env）->RegisterNatives（env, clazz, gMethods, numMethods） < 0）） {return JNI_FALSE;}return JNI_TRUE;}static int registerNatives（JNIEnv* env） {if （！registerNativeMethods（env, "com/jni/DynamicRegisterMethod", gmethods,sizeof（gmethods） / sizeof（gmethods[0]））） {return JNI_FALSE;}return JNI_TRUE;}jint JNI_OnLoad（JavaVM* vm, void* reserved） {jint result = -1;JNIEnv* env = NULL;if （（*vm）->GetEnv（vm, （void **） &env, JNI_VERSION_1_4）） {goto fail;}if （registerNatives（env）！= JNI_TRUE） {goto fail;}result = JNI_VERSION_1_4;fail: return result;}#endif3.在Android.mk文件中进行编译的配置（省略,参考前面的例子）4.ndk-build编译项目 DynamicRegisterMethod drm = new DynamicRegisterMethod（）;Log.e（tag, drm.dynamicRegisterMethod（））;执行结果：可以看到通过动态注册方法的方式，也是成功的调用了 native 方法；六、加入链接库在程序开发过程中，会频繁的用到调试，方式有很多种，下面要讲的这一种是通过log打印信息来打印程序运行时的一些状态数值；修改Android.mk文件，添加一句代码include $（CLEAR_VARS）LOCAL_LDLIBS += -llog //LDLIBS：连接libs，后面跟的参数为需要链接的libs，-llog表示Android中的Log库；include $（BUILD_SHARED_LIBRARY）加入了log库之后，即可通过c/c++文件直接打印log信息；在c/c++中调用log打印输出信息：#include <android/log.h>__android_log_print（ANDROID_LOG_ERROR, "hello", "livingstone"）;__android_log_print（ANDROID_LOG_DEBUG, "hello", "livingstone %d" ,23）;更多Android相关信息见Android 专题页面 http://www.linuxidc.com/topicnews.aspx？tid=11本文永久更新链接地址：http://www.linuxidc.com/Linux/2015-03/114616.htm