Qt on Android Episode 7（翻译）

原文链接：http://www.kdab.com/qt-android-episode-7/，May 27,2015 by BogDan Vatra。

译者 foruok ，转载请注明出处。

在最近的两篇Qt on Android中学习了怎么使用基础的JNI以及如何使用外部IDE来管理Qt应用的Java部分。这章呢，我们继续前进，关注如何扩展我们的Qt on Android应用的Java部分以及怎样安全地使用JNI来交互。

这部分我们准备实现一个SD卡监听器。对于那些想使用SD卡来存储数据的应用来讲，这是很有用的一个例子，因为如果应用在收到通知后不立即关闭打开的文件，它就会被Android系统干掉。

正如我们在Episode 5中看到的那样，从C/C++代码里调用Java方法或者从Java代码里调用C/C++方法都是相当简单的，但不是所有情况都管用。为什么？

为了理解为什么不行，首先我们需要理解Qt on Android架构。

Qt on Android架构

关于架构图的几句话：

• 左边的蓝色矩形代表Android UI线程
• 右边的绿色矩形代表Qt的主线程（Qt主事件循环运行在其中）。如果你想了解Android UI和Qt线程的更多信息请阅读Episode 1。
• 顶部的黑色矩形是你应用中的Java部分。如你所见，它大部分运行在Android UI线程中。 Java部分运行在Qt线程中的唯一情况，是我们在Qt线程里从C/C++代码里调用它（这也是大部分JNI调用发生的地方）。
• 底部的黑色矩形是你应用的C/C++(Qt)部分。如你所见，它大部分运行在Qt线程中。C/C++部分运行在Android UI线程的唯一情况，是我们在Android UI线程里的Java部分调用它（大部分的Java回调发生在这里）。

好啦……那么，问题是什么？嗯，问题是，有一部分Android API必须在Android UI线程中调用，而当我们在C/C++代码里调用Java方法时实际上是在Qt线程里做这件事。这就是说，我们需要有一种方法让这些代码运行在Android UI线程中而不是Qt线程中。为了从C/C++ Qt线程到Java Android UI线程实现这样的调用，我们需要三个步骤：

1. 从C/C++ Qt线程里调用一个Java方法。这个方法会在Qt线程里执行，因此我们需要一种方法，能在Android UI线程里访问Android API。
2. 我们的Java方法使用Activity.runOnUiThread来投递一个Runnable到Android UI线程里。Android事件循环会在Android UI线程里执行这个Runnable。
3. Runnable对象在Android UI线程里访问Android API。

当Java代码调用C/C++函数时也存在类似的问题，因为Java会在Android UI线程里调用我们的C/C++函数，因此我们需要一种方法在Qt线程里传递那些通知。也有三个步骤：

1. 在 Android UI线程里调用一个C/C++函数.
2. 使用QMetaObject::invokeMethod向Qt事件循环投递一个方法调用。
3. Qt时间循环在Qt线程里执行那个函数。

扩展Java部分

在你开始之前，最好读一读Episode 6，因为你需要它来方便地管理Java文件。

第一步是创建一个定制的Activity，继承自QtActivity，并且定义一个用来投递我们的Runnable的方法。

// src/com/kdab/training/MyActivity.javapackage com.kdab.training;import org.qtproject.qt5.android.bindings.QtActivity;public class MyActivity extends QtActivity{    // this method is called by C++ to register the BroadcastReceiver.    public void registerBroadcastReceiver() {        // Qt is running on a different thread than Android.        // In order to register the receiver we need to execute it in the Android UI thread        runOnUiThread(new RegisterReceiverRunnable(this));    }}

接下来要改变AndroidManifest.xml的默认Activity，从这样：

<activity ...    android:name="org.qtproject.qt5.android.bindings.QtActivity"    ... >

改成这样：

<activity ...    android:name="com.kdab.training.MyActivity"    ... >

我们这么做是为了确保应用启动时会实例化我们定制的Activity。

第三步是定义我们的RegisterReceiverRunnable类：这个类的run方法会在Android UI线程里被调用。在run方法里我们注册我们的SDCardReceiver监听器。

// src/com/kdab/training/RegisterReceiverRunnable.javapackage com.kdab.training;import android.app.Activity;import android.content.Intent;import android.content.IntentFilter;public class RegisterReceiverRunnable implements Runnable{    private Activity m_activity;    public RegisterReceiverRunnable(Activity activity) {        m_activity = activity;    }    // this method is called on Android Ui Thread    @Override    public void run() {        IntentFilter filter = new IntentFilter();        filter.addAction(Intent.ACTION_MEDIA_MOUNTED);        filter.addAction(Intent.ACTION_MEDIA_UNMOUNTED);        filter.addDataScheme("file");        // this method must be called on Android Ui Thread        m_activity.registerReceiver(new SDCardReceiver(), filter);    }}

让我们看看类的样子：

// src/com/kdab/training/SDCardReceiver.javapackage com.kdab.training;import android.content.BroadcastReceiver;import android.content.Context;import android.content.Intent;public class SDCardReceiver extends BroadcastReceiver {    @Override    public void onReceive(Context context, Intent intent) {        // call the native method when it receives a new notificatio**SDCardReceiver**n        if (intent.getAction().equals(Intent.ACTION_MEDIA_MOUNTED))            NativeFunctions.onReceiveNativeMounted();        else if (intent.getAction().equals(Intent.ACTION_MEDIA_UNMOUNTED))            NativeFunctions.onReceiveNativeUnmounted();    }}

SDCardReceiver重写了onReceive方法，然后它使用声明的原生方法向C/C++代码发送通知。

最后一步是声明在SDCardReceiver里用到的原生函数：

// src/com/kdab/training/NativeFunctions.javapackage com.kdab.training;public class NativeFunctions {    // define the native function    // these functions are called by the BroadcastReceiver object    // when it receives a new notification    public static native void onReceiveNativeMounted();    public static native void onReceiveNativeUnmounted();}

Java部分的架构

让我们结合结构图看看Java部分的调用总结：

扩展C/C++部分

现在我们来看看怎么扩展C/C++部分。为了演示怎么做，我使用一个简单的基于QWidget的应用。

首先我们需要做的是调用registerBroadcastReceiver方法。

// main.cpp#include "mainwindow.h"#include <QApplication>#include <QtAndroid>int main(int argc, char *argv[]){    QApplication a(argc, argv);    // call registerBroadcastReceiver to register the broadcast receiver    QtAndroid::androidActivity().callMethod<void>("registerBroadcastReceiver", "()V");    MainWindow::instance().show();    return a.exec();}

！

// native.cpp#include <jni.h>#include <QMetaObject>#include "mainwindow.h"// define our native static functions// these are the functions that Java part will call directly from Android UI threadstatic void onReceiveNativeMounted(JNIEnv * /*env*/, jobject /*obj*/){    // call MainWindow::onReceiveMounted from Qt thread    QMetaObject::invokeMethod(&MainWindow::instance(), "onReceiveMounted"                              , Qt::QueuedConnection);}static void onReceiveNativeUnmounted(JNIEnv * /*env*/, jobject /*obj*/){    // call MainWindow::onReceiveUnmounted from Qt thread, we wait until the called function finishes    // in this function the application should close all its opened files, otherwise it will be killed    QMetaObject::invokeMethod(&MainWindow::instance(), "onReceiveUnmounted"                              , Qt::BlockingQueuedConnection);}//create a vector with all our JNINativeMethod(s)static JNINativeMethod methods[] = {    {"onReceiveNativeMounted", "()V", (void *)onReceiveNativeMounted},    {"onReceiveNativeUnmounted", "()V", (void *)onReceiveNativeUnmounted},};// this method is called automatically by Java after the .so file is loadedJNIEXPORT jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* /*reserved*/){    JNIEnv* env;    // get the JNIEnv pointer.    if (vm->GetEnv(reinterpret_cast<void**>(&env), JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK)      return JNI_ERR;    // search for Java class which declares the native methods    jclass javaClass = env->FindClass("com/kdab/training/NativeFunctions");    if (!javaClass)      return JNI_ERR;    // register our native methods    if (env->RegisterNatives(javaClass, methods,                          sizeof(methods) / sizeof(methods[0])) < 0) {      return JNI_ERR;    }    return JNI_VERSION_1_6;}

在native.cpp中，我们注册了原生函数。在我们的静态原生函数里我们使用QMetaObject::invokeMethod来向Qt线程投递一个槽调用。

// mainwindow.h#ifndef MAINWINDOW_H#define MAINWINDOW_H#include <QMainWindow>namespace Ui {class MainWindow;}class MainWindow : public QMainWindow{    Q_OBJECTpublic:    static MainWindow &instance(QWidget *parent = 0);public slots:    void onReceiveMounted();    void onReceiveUnmounted();private:    explicit MainWindow(QWidget *parent = 0);    ~MainWindow();private:    Ui::MainWindow *ui;};#endif // MAINWINDOW_H// mainwindow.cpp#include "mainwindow.h"#include "ui_mainwindow.h"MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :    QMainWindow(parent),    ui(new Ui::MainWindow){    ui->setupUi(this);}MainWindow::~MainWindow(){    delete ui;}MainWindow &MainWindow::instance(QWidget *parent){    static MainWindow mainWindow(parent);    return mainWindow;}// Step 6// Callback in Qt threadvoid MainWindow::onReceiveMounted(){    ui->plainTextEdit->appendPlainText(QLatin1String("MEDIA_MOUNTED"));}void MainWindow::onReceiveUnmounted(){    ui->plainTextEdit->appendPlainText(QLatin1String("MEDIA_UNMOUNTED"));}

MainWindow类仅仅是在收到通知时给我们的plainText控件添加一些文字。在Android线程里调用这些函数可能大大损害我们应用的健壮性——它可能导致崩溃或不可预知的行为，因此它们必须在Qt线程里被调用。

C/C++部分的架构

在我们的架构图上，C/C++部分的调用概要如下：

Java & C/C++相互调用的结构

下面是我们已经完成的C/C++和Java之间的所有调用的架构图：

示例源码下载：Click Here。

谢谢你肯花时间读这篇文章。

（译者注：BogDan Vatra真是超级nice，提供了这么多图，把Java <–> C++之间的相互调用解释得太清楚了。）

---

我翻译的Qt on Android Episode系列文章：

• Qt on Android Episode 1
• Qt on Android Episode 2
• Qt on Android Episode 3
• Qt on Android Episode 4
• Qt on Android Episode 5
• Qt on Android Episode 6

我开通了微信订阅号“程序视界”，关注即可第一时间看到我的原创文章以及我推荐的精彩文章：