Android之JNI开发入门

JNI

what 什么是JNI

• JNI java native interface native本地 java本地接口
• 通过JNI可以实现java和本地代码之间相互调用
• jni可以看做是翻译 实际上就是一套协议

why 为什么要用JNI

• Java 一处编译到处运行
  
  • ①java运行在虚拟机上 JNI可以扩展java虚拟机的能力 让java代码可以调用驱动
  • ②java是解释型语言 运行效率相对较低 C/C++的效率要高很多 通过jni把耗时操作方法C/C++可以提高java运行效率
  • ③ java代码编译成的.class 文件安全性较差, 可以通过jni 把重要的业务逻辑放到c/c++去实现,c/c++反编译比较困难 安全性较高
• C历史悠久 1972年C 通过JNI可以调用优秀的C开源类库

怎么用JNI

• java
• c/c++ 能看懂 会调用
• JNI开发流程 NDK native develop kit

警告!!!

写完之后一定要记得加载动态链接库

static {    System.loadLibrary("hello");}

1.交叉编译

• 在一个平台上去编译另一个平台上可以执行的本地代码
• cpu平台 arm x86 mips
• 操作系统平台 Windows Linux max os
• 原理 模拟不同平台的特性去编译代码

2. jni开发工具

• ndk native develop kit
• ndk 目录
  
  • docs 帮助文档
  • platforms 好多平台版本文件夹 选择时选择项目支持的最小版本号对应的文件夹
  • 每一个版本号的文件夹中放了 不同cpu架构的资源文件
  • include文件夹 jni开发中常用的 .h头文件
  • lib 文件夹 google打包好的 提供给开发者使用的 .so文件
  • samples google官方提供的样例工程 可以参考进行开发
  • android-ndk-r9d\build\tools linux系统下的批处理文件 在交叉编译时会自动调用
  • ndk-build 交叉编译的命令
• cdt eclipse的插件 高亮C代码 C的代码提示

3. jni helloworld

- jni开发的步骤

1.写Java代码 声明本地方法,用到native关键字,本地方法不用去实现

2.项目根目录下创建jni文件夹

3.在jni文件夹下创建.c文件

  * 本地函数命名规则:Java_包名_类名_本地方法名  * JNIENV* env JNIEnv 是JNINativeInterface这个结构体的一级指针  * JniNativeInterface这个结构体定义了大量的函数指针  * env 就是结构体JniNativeInterface这个结构体的二级指针  * `(*env)->`调用结构体中的函数指针  * 第二个参数jobject 调用本地函数的java对象就是这个jobject    jstring Java_com_xfhy_jnihelloworld_MainActivity_helloFromC(JNIEnv* env,jobject thiz){    char* str = "hello from c!";    //到jni.h中找到如下方法   jstring     (*NewStringUTF)(JNIEnv*, const char*);    return (*env)->NewStringUTF(env,str);}

函数中必须有2个形参:JNIEnv* env,jobject thiz;如果java中的native函数有形参的话,则需要把这些形参加在JNIEnv* env,jobject thiz这个2个形参之后.

4.导入

4. jni开发中的常见错误

• java.lang.UnsatisfiedLinkError: Native method not found: 本地方法没有找到
  
  • 本地函数名写错
  • 忘记加载.so文件 没有调用System.loadlibrary

• findLibrary returned null

  • System.loadLibrary("libhello"); 加载动态链接库时 动态链接库名字写错

  • 平台类型错误 把只支持arm平台的.so文件部署到了 x86cpu的设备上

    在jni目录下创建 Application.mk 在里面指定 APP_ABI := armeabi x86APP_PLATFORM := android-14

• javah 命令:生成java代码中本地方法名对应的C语言的函数名

  使用方法:javah com.xfhy.jnihelloworld.MainActivity

  • jdk 1.7 项目 src目录下运行javah
  • jdk 1.6 项目 bin目录下 classes文件夹
  • javah native方法声明的java类的全类名

5.jni简便开发流程

• ① 写java代码 native 声明本地方法
• ② 添加本地支持 右键单击项目->andorid tools->add native surport
  
  • 如果发现 finish不能点击需要给工作空间配置ndk目录的位置
  • window->preferences->左侧选择android->ndk 把ndk解压的目录指定进来
• ③ 如果写的是.c的文件 先修改一下生成的.cpp文件的扩展名 不要忘了 相应修改Android.mk文件中LOCAL_SRC_FILES的值
• ④ javah生成头文件 在生成的头文件中拷贝c的函数名到.c的文件
• ⑤ 解决CDT插件报错的问题
• 右键单击项目选择 properties 选测 c/c++ general->paths and symbols->include选项卡下->点击add..->file system 选择ndk目录下 platforms文件夹 对应平台下(项目支持的最小版本)
  usr 目录下 arch-arm -> include 确定后 会解决代码提示和报错的问题
• ⑥编写C函数 如果需要单独编译一下c代码就在c/c++视图中找到小锤子,点一下小锤子就编译了
• 如果想直接运行到模拟器上 就不用锤子了,直接右键run as,然后就自动编译了

• ⑦ java代码中不要忘了 System.loadlibrary();

  static {    System.loadLibrary("hello");   //加载动态链接库}

6. Java向C传递一些基本的类型,处理

将一个jstring转换成一个c语言的char* 类型工具方法

char* _JString2CStr(JNIEnv* env, jstring jstr) {     char* rtn = NULL;     jclass clsstring = (*env)->FindClass(env, "java/lang/String");     jstring strencode = (*env)->NewStringUTF(env,"GB2312");     jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, clsstring, "getBytes", "(Ljava/lang/String;)[B");     jbyteArray barr = (jbyteArray)(*env)->CallObjectMethod(env, jstr, mid, strencode); // String .getByte("GB2312");     jsize alen = (*env)->GetArrayLength(env, barr);     jbyte* ba = (*env)->GetByteArrayElements(env, barr, JNI_FALSE);     if(alen > 0) {        rtn = (char*)malloc(alen+1); //"\0"        memcpy(rtn, ba, alen);        rtn[alen]=0;     }     (*env)->ReleaseByteArrayElements(env, barr, ba,0);     return rtn;}

int类型

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_xfhy_javapassdata_JNI_add  (JNIEnv * env, jobject clazz, jint x, jint y){    return x+y;   //直接返回x+y}

String类型

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_xfhy_javapassdata_JNI_sayHelloInC  (JNIEnv *env, jobject clazz, jstring str){    //将jstring转换成char* 类型    char* cstr = _JString2CStr(env,str);    //调用C语言的strlen测量cstr字符串的长度    int length = strlen(cstr);    int i=0;    for(i=0; i<length; i++){        *(cstr+i) += 1;   //将字符串+1    }    return (*env)->NewStringUTF(env,cstr);    //将char* 类型转换成String类型返回}

int[]类型

JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_xfhy_javapassdata_JNI_arrElementsIncrease  (JNIEnv *env, jobject clazz, jintArray jArray) {    //jsize       (*GetArrayLength)(JNIEnv*, jarray);    返回数组长度    int length = (*env)->GetArrayLength(env,jArray);    //jint*       (*GetIntArrayElements)(JNIEnv*, jintArray, jboolean*);   最后一个参数表示是否拷贝,可以不用传值    //返回int* 返回该数组的首地址    这样就可以直接通过该指针直接操作该数组了    int* cArray = (*env)->GetIntArrayElements(env,jArray,NULL);    int i;    for(i=0; i<length; i++) {        *(cArray+i) += 10;    }    return jArray;   //直接将原数组返回(这时已经是修改过了的)}

7.C代码中向logcat输出内容

1.Android.mk文件增加以下内容

LOCAL_LDLIBS += -llog

2.C代码中增加以下内容

#include <android/log.h>#define LOG_TAG "xfhy"#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 C的宏定义 起别名 #define LOG_TAG “xfhy” 给”xfhy”起别名LOG_TAG
• #define LOGI(…) android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS),ANDROID_LOG_DEBUG表示优先级 debug ANDROID_LOG_INFO表示info 这些在log.h中可以看到
• 给 __android_log_print函数起别名 写死了前两个参数 第一个参数 优先级 第二个参数TAG
• VA_ARGS:是可变参数的固定写法
• LOGI(…)在调用的时候 用法跟printf()一样

8. C代码回调java方法

首先需要了解:

Java反射

public class Demo {    public static void main(String[] args) {        //1.获取字节码对象        Class util = Utils.class;        try {            //2.获取Method对象    方法名,参数类型            Method method = util.getMethod("test", String.class);            //3.通过字节码对象创建一个Obejct             Object obj = util.newInstance();            //4.通过对象调用方法     对带有指定参数的指定对象调用由此 Method 对象表示的底层方法            method.invoke(obj, "hello");        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }    }    public class Utils {        public void test(String string) {            System.out.println(string);        }    }}

C代码回调java方法

• ① 找到字节码对象
  
  • //jclass (FindClass)(JNIEnv, const char*);
  • //第二个参数 要回调的java方法所在的类的路径 “com/itheima/callbackjava/JNI”
• ② 通过字节码对象找到方法对象
  
  • //jmethodID (GetMethodID)(JNIEnv, jclass, const char*, const char*);
  • 第二个参数 字节码对象 第三个参数 要反射调用的java方法名 第四个参数 要反射调用的java方法签名
  • javap -s 要获取方法签名的类的全类名 项目/bin/classes 运行javap
• ③ 通过字节码创建 java对象(可选) 如果本地方法和要回调的java方法在同一个类里,可以直接用 jni传过来的java对象 调用创建的Method
  
  • jobject obj =(*env)->AllocObject(env,claz);
  • 当回调的方法跟本地方法不在一个类里 需要通过刚创建的字节码对象手动创建一个java对象
  • 再通过这个对象来回调java的方法
  • 需要注意的是 如果创建的是一个activity对象 回调的方法还包含上下文 这个方法行不通!!!回报空指针异常

• ④ 反射调用java方法

  • //void (CallVoidMethod)(JNIEnv, jobject, jmethodID, …);

  • 第二个参数 调用java方法的对象 第三个参数 要调用的jmethodID对象 可选的参数 调用方法时接收的参数

    /* * Class:     com_xfhy_callbackjava_JNI     java里的类的完整路径 * Method:    callbackvoidmethod     java里面的方法名 * Signature: ()V   方法签名 */JNIEXPORT void JNICALL Java_com_xfhy_callbackjava_JNI_callbackvoidmethod  (JNIEnv *env, jobject clazz) {    //1.找到字节码对象    //jclass      (*FindClass)(JNIEnv*, const char*);    //参数: env,需要反射的对象的全路径    jclass claz = (*env)->FindClass(env,"com/xfhy/callbackjava/JNI");    //2.通过字节码对象找到方法对象    //jmethodID   (*GetMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*);    //第二个参数 字节码对象 第三个参数 要反射调用的java方法名 第四个参数 要反射调用的java方法签名    //javap -s 要获取方法签名的类的全类名 项目/bin/classes 运行javap    jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env,claz,"helloFromJava","()V");    //3.通过字节码创建java对象(可选),如果本地方法和要调用的java方法在同一个类里,可以直接用jni传过来的java对象,调用创建的Method    //jobject obj =(*env)->AllocObject(env,claz);        //* 当回调的方法跟本地方法不在一个类里 需要通过刚创建的字节码对象手动创建一个java对象        //* 再通过这个对象来回调java的方法        //* 需要注意的是, 如果创建的是一个activity对象, 回调的方法还包含上下文 ,这个方法行不通!!!回报空指针异常    //4.反射调用java方法    //void        (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);    //第二个参数 调用java方法的对象 第三个参数 要调用的jmethodID对象 可选的参数 调用方法时接收的参数    (*env)->CallVoidMethod(env,clazz,methodID);}

9.c++ 开发JNI

C的预处理命令

• #开头的就是c/c++的预处理命令
• 在编译之前 先会走预编译阶段 预编译阶段的作用就是 把 include进来的头文件 copy到源文件中
• define这些宏定义 用真实的值替换一下
• #if #else #endif 该删除的删除掉

c++开发jni代码时

• env不再是结构体Jninativeinterface的二级指针
• _JNIEnv JNIEnv _JNIEnv 是C++的结构体 C++结构体跟C区别 C++的结构体可以定义函数
• env 是JNIEnv的一级指针 也就是结构体_JNIEnv的一级指针 env-> 来调用 结构体里的函数
• _JNIEnv的函数 实际上调用的就是结构体JNINativeInterface的同名函数指针

• 在调用时第一个参数 env已经传进去了

• C++的函数要先声明再使用 可以把javah生成的头文件include进来作为函数的声明

• include的方法 <> "" ""
• 如果用”” 来导入头文件 系统会先到 源代码所在的文件夹去找头文件 如果找不到再到系统指定的incude文件夹下找
• //用<> 直接到系统指定的include目录下去找