Android JNI知识简介

来源：互联网发布：计算机硬件工程师知乎编辑：程序博客网时间：2024/06/15 05:23

Java Native Interface (JNI)标准是java平台的一部分，它允许Java代码和其他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 代码能够与用其它编程语言(如 C、C++ 和汇编语言)编写的应用程序和库进行交互操作。

1、从如何载入.so档案谈起

由于Android的应用层的类都是以Java写的，这些Java类编译为Dex型式的Bytecode之后，必须靠Dalvik虚拟机(VM: Virtual

Machine)来执行。VM在Android平台里，扮演很重要的角色。

此外，在执行Java类的过程中，如果Java类需要与C组件沟通时，VM就会去载入C组件，然后让Java的函数顺利地调用到C组件

的函数。此时，VM扮演着桥梁的角色，让Java与C组件能通过标准的JNI媒介而相互沟通。

应用层的Java类是在虚拟机(VM: Vitual Machine)上执行的，而C件不是在VM上执行，那么Java程式又如何要求VM去载入

(Load)所指定的C组件呢? 可使用下述指令：

System.loadLibrary(so库名去掉lib);

例如，Android框架里所提供的MediaPlayer.java类，含指令：

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

这个类要求VM去载入Android的/system/lib/libmedia_jni.so库。载入*.so之后，Java类与*.so档案就汇合起来，一起执行了。

2.如何撰写*.so的入口函数

（1）JNI_OnLoad()与JNI_OnUnload()函数的用途

当Android的VM(Virtual Machine)执行到System.loadLibrary()函数时，首先会去执行C组件里的JNI_OnLoad()函数。它的用途有

二：

1）告诉VM此C组件使用哪一个JNI版本。如果你的*.so档没有提供JNI_OnLoad()函数，VM会默认该*.so档是使用最老的JNI 1.1

版本。由于新版的JNI做了许多扩充，如果需要使用JNI的新版功能，例如JNI 1.4的java.nio.ByteBuffer,就必须藉由JNI_OnLoad()函数

来告知VM。（我自己编译C++的JNI过程中，好像需要自己在C++文件中添加NI_OnLoad()函数）

2）由于VM执行到System.loadLibrary()函数时，就会立即先调用JNI_OnLoad()，所以C组件的开发者可以藉由JNI_OnLoad()来

进行C组件内的初期值的设定(Initialization) 。

例如，在Android的/system/lib/libmedia_jni.so库里，就提供了JNI_OnLoad()函数，其程式码片段为：

//#define LOG_NDEBUG 0#define LOG_TAG "MediaPlayer-JNI"jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved){         JNIEnv* env = NULL;         jint result = -1;         if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4)  !=  JNI_OK) {                   LOGE("ERROR: GetEnv failed/n");                   goto bail;         }         assert(env != NULL);                  if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) {                   LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed/n");                   goto bail;
 }

         if (register_android_media_MediaRecorder(env) < 0) {                   LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed/n");                   goto bail;
 }

         if (register_android_media_MediaScanner(env) < 0) {                   LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed/n");                   goto bail;
 }

         if (register_android_media_MediaMetadataRetriever(env) < 0) {                   LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed/n");                   goto bail;
 }

/* success -- return valid version number */
result = JNI_VERSION_1_4;

bail:
return result; 
 }
        此函数回传JNI_VERSION_1_4值给VM，于是VM知道了其所使用的JNI版本了。此外，它也做了一些初期的动作(可调用任何本地函数)，例如指令：
         if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) {                   LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed/n");                   goto bail;
 }
        就是将此组件（C/C++组件）提供的各个本地函数(Native Function)登记到VM里，以便能加快后续呼叫本地函数的效率。
        JNI_OnUnload()函数与JNI_OnLoad()相对应的。在载入C组件时会立即调用JNI_OnLoad()来进行组件内的初期动作；而当VM释
放该C组件时，则会呼叫JNI_OnUnload()函数来进行善后清除动作。当VM呼叫JNI_OnLoad()或JNI_Unload()函数时，都会将VM的
指针(Pointer)传递给它们，其参数如下：
         jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) {     }         jint JNI_OnUnload(JavaVM* vm, void* reserved){     }
         在JNI_OnLoad()函数里，就透过VM之指标而取得JNIEnv之指标值，并存入env指标变数里，如下述指令：
         JNIEnv* env = NULL;         jint result = -1;         if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4)  !=  JNI_OK) {                   LOGE("ERROR: GetEnv failed/n");                   goto bail;         }
        由于VM通常是多线程(Multi-threading)的执行环境。每一个线程在调用JNI_OnLoad()时，所传递进来的JNIEnv指标值都是不同
的。为了配合这种多线程的环境，C/C++组件开发者在撰写本地函数时，可藉由JNIEnv指标值之不同而避免多线程的资源冲突问
题，才能确保所写的本地函数能安全地在Android的多线程VM里安全地执行。基于这个理由，当在调用C组件的函数时，都会将
JNIEnv指标值传递给它，如下：
           jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved){                      JNIEnv* env = NULL;                      if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) {                      }           }
         JNI_OnLoad()调用register_android_media_MediaPlayer(env)函数时，就将env指标值传递过去。如此，在
register_android_media_MediaPlayer()函数就能藉由该指标值而区别不同的线程，以便化解资源冲突的问题。
 
3、registerNativeMethods()函数的用途
        应用层级的Java类别通过VM而调用到本地函数。一般是依赖VM去寻找*.so里的本地函数。如果需要连续呼叫很多次，每次都需
要寻找一遍，会多花许多时间。此时，组件开发者可以自行将本地函数向VM进行登记。例如，在Android的/system/lib
/libmedia_jni.so档案里的代码段如下：
}static JNINativeMethod gMethods[] = {    {"setDataSource",   "(Ljava/lang/String;)V",       (void *)android_media_MediaPlayer_setDataSource},    {"setDataSource",    "(Ljava/io/FileDescriptor;JJ)V",        (void *)android_media_MediaPlayer_setDataSourceFD},    {"prepare",   "()V",     (void *)android_media_MediaPlayer_prepare},    {"prepareAsync",   "()V",   (void *)android_media_MediaPlayer_prepareAsync},    {"_start",   "()V",   (void *)android_media_MediaPlayer_start},    {"_stop",   "()V",    (void *)android_media_MediaPlayer_stop},    {"getVideoWidth",   "()I",      (void *)android_media_MediaPlayer_getVideoWidth},             ........................};     static int register_android_media_MediaPlayer(JNIEnv *env){
    /*方式一：*/
    return AndroidRuntime::registerNativeMethods(env,
                "android/media/MediaPlayer", gMethods, NELEM(gMethods));
    /*方式二：这个方法验证过，方式一我不确定是否正确*/
    return jniRegisterNativeMethods(env,
                "android/media/MediaPlayer", gMethods, NELEM(gMethods));
  jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved){
    if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) {
        LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed/n");
        goto bail;
    }
}jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved){
    if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) {
        LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed/n");
        goto bail;
    }
}  


	
					
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