Android开发之JNI中Java与C/C++相互调用

1.Java调用C/C++

• 加载so。加载动态库这段代码一般是在加载类时自动加载的，通过静态代码的方式：

  
  
  

  loadlib.png

• 调用本地方法。一旦确定哪些功能哪些函数需要在用C/C++语言实现，然后将这些函数生命为native类型，Java调用到JNI层中的C函数就是通过native函数映射的。类似这样：

native_method.png

• native方法调用通过JNI会映射到C的代码，了解这个映射方法，就理解了如何从native方法调用到C代码：
  映射关系是这样的：
  native函数名 <----> 包名类名函数名
  怎么理解呢：其实就是一个寻址的过程，包名类名函数名这三级寻址过程其实就是一个映射过程，寻找一个函数名，首先通过包名确定在项目的哪个目录下，然后再通过类名确定在那个类中，再通过函数名就能定位到此函数，然后通过签名描述的映射关系，函数中的所有参数与native函数参数有一个签名描述的映射关系，查看native函数与JNI函数的签名映射关系，可以使用javap命令，如果想直接生成native函数在JNI中对应的带有签名参数的函数，可以使用javah命令。

  JNI函数签名类似这样：

native_c_method.png

2.C/C++ 调用Java

举一个从JNI C调用系统提供的MD5签名Java方法的例子：

//获取签名文件数据流
jniClass = (*env)->GetObjectClass(env, obj_package_info);
jfieldID fieldID_signatures = (*env)->GetFieldID(env, jniClass, "signatures", "[Landroid/content/pm/Signature;");
if (fieldID_signatures == NULL) {
    LOGD("get signatures field failed");
    exitApp(env);
    return;
}
jobjectArray signatures = (*env)->GetObjectField(env, obj_package_info, fieldID_signatures);
jobject signature = (*env)->GetObjectArrayElement(env, signatures, 0);
if (signature == NULL) {
    LOGD("get signature data failed");
    exitApp(env);
    return;
}
//将签名数据转化为字节数组
jniClass = (*env)->GetObjectClass(env, signature);
jniMethod = (*env)->GetMethodID(env, jniClass, "toByteArray", "()[B");
jobject obj_sign_byte_array = (*env)->CallObjectMethod(env, signature, jniMethod);

jniClass = (*env)->FindClass(env, "java/security/MessageDigest");
if (jniClass == NULL) {
    LOGD("get MessageDigest class failed");
    exitApp(env);
    return ;
}
jniMethod = (*env)->GetStaticMethodID(env, jniClass, "getInstance", "(Ljava/lang/String;)Ljava/security/MessageDigest;");
if (jniMethod == NULL) {
    LOGD(" get MessageDigest.getInstance() method failed");
    exitApp(env);
    return;
}

//调用getInstance()方法
jobject md5obj = (*env)->CallStaticObjectMethod(env, jniClass, jniMethod, (*env)->NewStringUTF(env, "md5"));

jniMethod = (*env)->GetMethodID(env, jniClass, "update", "([B)V");
if (jniMethod == NULL) {
    LOGD("get MD5 update() method failed");
    exitApp(env);
    return;
}

//调用update()方法
(*env)->CallVoidMethod(env, md5obj, jniMethod, obj_sign_byte_array);

jniMethod = (*env)->GetMethodID(env, jniClass, "digest", "()[B");
if (jniMethod == NULL) {
    LOGD("get MD5 digest() method failed");
    exitApp(env);
    return;
}
//调用digest()方法
jbyteArray obj_array_sign = (jbyteArray)(*env)->CallObjectMethod(env, md5obj, jniMethod);

1. 根据方法签名获取Java的方法，

   • 根据对象实例调用GetObjectClass拿到需要调用函数做属的类，比如

       jniClass = (*env)->GetObjectClass(env, signature);此处signature为类的对象实例
     

   • 根据函数所属的类调用GetMethodID方法拿到函数对象，此处需要传入几个参数，分别是：函数所属的类，函数名，函数参数对应的签名描述，函数返回类型对应的签名描述

       jniMethod = (*env)->GetMethodID(env, jniClass, "toByteArray", "()[B");
     

2. 调用Java的方法。调用CallObjectMethod方法调用Java方法，此处需要传入函数对象及函数调用所需要的实参，如不需要实参，可以不写。

    (*env)->CallObjectMethod(env, signature, jniMethod);
   

至此，就完成了C调用Java函数的过程。

3.几个特别有用的工具

• JNI生成头文件定义
  使用javah命令执行：

  • 首先在CMD终端或Shell终端进入到JNI Java文件的包名所在目录下
    比如类似这样的目录：src/main/java/包名/TestJni

  • 根据TestJni.java中的native方法生成对应的JNI C包含函数声明的头文件

  • 进入到src/main/java目录下，然后执行 javah -jni 包名.TestJni 这样会在 与TestJni所在目录下生成.h文件。

• 生成类中函数的签名描述

  使用javap查看某个Java类中函数对应JNI的签名描述。比如查看java.lang.String中函数的内部签名：
  执行命令javap -s java.lang.String 查看所有函数的签名描述：

javap.png