Android Studio3.0开发JNI流程------JNI静态注册和动态注册(多个类的native动态注册-经典篇)

网上关于多个类的动态注册以及管理案例太少啦……

静态注册其实不用多言,Android Studio默认的工程就是静态注册的。

静态注册

    一般在写C++代码都会有JNIEXPORT和JNICALL,这两个关键字是两个宏定义,它主要的作用就是说明该函数为JNI函数,在Java虚拟机加载的时候会链接对应的native方法。
    在Java虚拟机加载so库时,如果发现含有上面两个宏定义的函数时就会链接到对应Java层的native方法,那么怎么知道对应Java中的哪个类的哪个native方法呢,我们仔细观察JNI函数名的构成其实是:以Java为前缀,并且用“_”下划线将包名、类名以及native方法名连接起来就是对应的JNI函数了。
其实就是:Java+包名+类名+方法名(native方法)
例如:
Java_fj_clover_testjni_MainActivity_stringFromJNI( )

静态方法注册JNI有哪些弊端?
1. 必须遵循某些规则
2. 名字过长
3. 多个class需Javah多遍,其实Android Studio中可不用这么做
4. 运行时去找效率不高

好了说了那么多,那么我们来讲解JNI动态注册。

动态注册

动态注册:在JNi层实现的,JAVA层不需要关心,因为在system.load时就会去调用JNI_OnLoad,有就注册,没就不注册。

动态注册的原理:JNI 允许我们提供一个函数映射表,注册给 JVM,这样 JVM 就可以用函数映射表来调用相应的函数,
而不必通过函数名来查找相关函数(这个查找效率很低,函数名超级长)。

动态注册的过程

第一步:参数映射表,就是需要注册的函数列表,放在JNINativeMethod 类型的数组中,只要有native方法就在这里添加。

//参数映射表
//这是在MainActivity中的native方法
static JNINativeMethod gMethods_MainActivity[] = {
        {"stringFromJNI", "()Ljava/lang/String;",(void *) stringFromJNI},
        {"setString","(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;",(void *) setString},
};

参数说明:
参数1:就是java代码中用native关键字声明的函数名字符串
参数2:native方法的签名(参数类型和返回值类型)
参数3:C/C++中对应函数的函数名(地址)

参数1的名称是对应Java中的native方法名,但是参数3的名称可以随意取,为了知名见义可以与native方法名保持一致。

第二步:注册native方法

//找到MainActivity.java类
static int registerNatives(JNIEnv *engv) {

    jclass clazz;
    clazz = engv->FindClass("fj/clover/differentclassregister/MainActivity");   //找到类

    if (clazz == NULL) {
        return JNI_FALSE;
    }
    //int len = sizeof(methods) / sizeof(methods[0]);
    if (engv->RegisterNatives(clazz, gMethods_MainActivity,sizeof(gMethods_MainActivity) / sizeof(gMethods_MainActivity[0])) <
        0) {
        return JNI_FALSE;
    }
    return JNI_TRUE;
}

第三步:加载jni

JNIEXPORT jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved) {
    JNIEnv *env = NULL;
    jint result = -1;
    if (vm->GetEnv((void **) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
        return -1;
    }
    assert(env != NULL);
    //为了方便管理我们将不同java类中的native方法分别注册
    registerNatives_HongBao(env); //注册MainActivity类的native方法
    return JNI_VERSION_1_4;
}

当 JVM 执行到 System.loadLibrary() 函数时,会立即调用 JNI_OnLoad() 方法,因此在该方法中进行各种资源的初始化操作最为恰当。

第四步:实现native方法

//实现在MainActivity类的两个方法stringFromJNI()    setString()
static jstring stringFromJNI(JNIEnv *env, jobject obj) {
    return env->NewStringUTF("欢迎来到jin的世界...");
}

jstring setString(JNIEnv *env, jobject instance, jstring str_) {
    return str_;
}

好了,基本流程介绍完成,我们来点有难度的动态注册,现在来个多个类的动态注册。

多个类中native方法的动态注册。

MainActivity.java主要用来验证native方法。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        //调用MainActivity中的方法(stringFromJNI()方法)...
        TextView tv1 = (TextView) findViewById(R.id.sample_text1);
        tv1.setText(stringFromJNI());

        //调用MainActivity中的方法(setString()方法)...
        TextView tv2 = (TextView) findViewById(R.id.sample_text2);
        tv2.setText(setString("Hello,欢迎来到JNI的世界..."));

        //调用HongBao类中的java方法
        TextView tv3 = (TextView) findViewById(R.id.sample_text3);
        tv3.setText("测试HongBao类java中sub(5,3)方法相减的结果:"+HongBao.sub(5,3));

        //调用HongBao类中的java native方法
        TextView tv4 = (TextView) findViewById(R.id.sample_text4);
        tv4.setText("测试HongBao类native的add(5,3)方法相加的结果:"+HongBao.add(3,5));
    }

    /**
     * A native method that is implemented by the 'native-lib' native library,
     * which is packaged with this application.
     */
    public static native String stringFromJNI();
    //添加的一个带参有返回值的native函数
    public native String setString(String str);
}

HongBao.java

public class HongBao {
    /**
     * 假设这个类有很多方法,我们省略一些其他的方法...
     */
    /**
     * 该jni方法是测试两个数字相加并返回该结果...
     * @param x
     * @param y
     * @return
     */
    public static native int add(int x, int y);

    /**
     * 测试两个整形数字相减
     * @param x
     * @param y
     * @return
     */
    public static int sub(int x, int y) {
        return x - y;
    }
}

分别注册以上两个类的方法

头文件native-lib.h声明

#include 
#ifndef DIFFERENTCLASSREGISTER_NATIVE_LIB_H
#define DIFFERENTCLASSREGISTER_NATIVE_LIB_H

static jstring stringFromJNI(JNIEnv *env, jobject jobject1);   //so层获取一个字符串

jstring setString(JNIEnv *env, jobject instance,jstring str);//so层获取带参的字符串

static jint add(JNIEnv *env, jclass clazz,jint x,jint y);//HongBao类的native方法

实现体native-lib.cpp

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#include "native-lib.h"  //引入头文件...
//参数映射表
//这是在MainActivity中的native方法
static JNINativeMethod gMethods_MainActivity[] = {
        {"stringFromJNI", "()Ljava/lang/String;", (void *) stringFromJNI},
        {"setString", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;", (void *) setString},
};

//这是在HongBao中的native方法
static JNINativeMethod gMethods_HongBao[] = {
        {"add", "(II)I", (void *) add},
};

//实现在MainActivity类的两个方法stringFromJNI()    setString()
static jstring stringFromJNI(JNIEnv *env, jobject obj) {
    return env->NewStringUTF("欢迎来到jin的世界...");
}

jstring setString(JNIEnv *env, jobject instance, jstring str_) {
    return str_;
}

static jint add(JNIEnv *env, jclass clazz, jint x, jint y) {
    return x + y;
}

//找到MainActivity.java类
static int registerNatives(JNIEnv *engv) {
    jclass clazz;
    clazz = engv->FindClass("fj/clover/differentclassregister/MainActivity");   //找到MainActivity类
    if (clazz == NULL) {
        return JNI_FALSE;
    }
    //int len = sizeof(methods) / sizeof(methods[0]);
    if (engv->RegisterNatives(clazz, gMethods_MainActivity,
                              sizeof(gMethods_MainActivity) / sizeof(gMethods_MainActivity[0])) <
        0) {
        return JNI_FALSE;
    }
    return JNI_TRUE;
}

//注册 HongBao 中的native方法
static int registerNatives_HongBao(JNIEnv *engv) {
    jclass clazz;
    clazz = engv->FindClass("fj/clover/differentclassregister/HongBao");    //找到HongBao类

    if (clazz == NULL) {
        return JNI_FALSE;
    }
    if (engv->RegisterNatives(clazz, gMethods_HongBao,
                              sizeof(gMethods_HongBao) / sizeof(gMethods_HongBao[0])) < 0) {
        return JNI_FALSE;
    }
    return JNI_TRUE;
}

JNIEXPORT jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved) {
    JNIEnv *env = NULL;
    jint result = -1;
    if (vm->GetEnv((void **) &env, JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) {
        return result;
    }
    assert(env != NULL);
    //为了方便管理我们将不同java类中的native方法分别注册
    if (registerNatives(env) < 0) {  //注册HongBao类的native方法
        return result;
    }
    if (registerNatives_HongBao(env) < 0) {  //注册MainActivity类的native方法
        return result;
    }
    /*registerNatives(env);
    registerNatives_HongBao(env); */
    return JNI_VERSION_1_6;
}

运行结果:
Android Studio3.0开发JNI流程------JNI静态注册和动态注册(多个类的native动态注册-经典篇)_第1张图片

是不是很神奇,好了,现在改装我们的程序,将不同类的native方法进行分开处理,便于模块化管理。

多个类中native方法分模块化处理

这样可以将不同类的native方法分开,便于处理。
Android Studio3.0开发JNI流程------JNI静态注册和动态注册(多个类的native动态注册-经典篇)_第2张图片

创建hongbao.h头文件

#include 

//声明注册方法
int registerNatives_HongBao(JNIEnv *engv);
//声明HongBao的本地方法
jint add(JNIEnv *env, jclass clazz,jint x,jint y);//HongBao类的native方法

hongbao.cpp的主要实现体

#include 
#include 
#include 

#include "hongbao.h"   //引入hongbao.h头文件

//HongBao.java中native方法的实现体
jint add(JNIEnv *env, jclass clazz, jint x, jint y) {
    return x + y;
}

//HongBao.java中的参数映射表
static JNINativeMethod gMethods_HongBao[] = {
        {"add", "(II)I", (void *) add},
};
//注册 HongBao 中的native方法
int registerNatives_HongBao(JNIEnv *engv) {
    jclass clazz;
    clazz = engv->FindClass("fj/clover/differentclassregister/HongBao");
    if (clazz == NULL) {
        return JNI_FALSE;
    }
    if (engv->RegisterNatives(clazz, gMethods_HongBao,sizeof(gMethods_HongBao) / sizeof(gMethods_HongBao[0])) < 0) {
        return JNI_FALSE;
    }
    return JNI_TRUE;
}

native-lib.h头文件

// Created by Clover on 2017/12/22.

#include 
static jstring stringFromJNI(JNIEnv *env, jobject jobject1);   //so层获取一个字符串
jstring setString(JNIEnv *env, jobject instance,jstring str);//so层获取带参的字符串

native-lib.cpp方法实现体

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#include "native-lib.h"  //引入头文件...
#include "hongbao/hongbao.h"

//参数映射表
//这是在MainActivity中的native方法
static JNINativeMethod gMethods_MainActivity[] = {
        {"stringFromJNI", "()Ljava/lang/String;",                   (void *) stringFromJNI},
        {"setString",     "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;", (void *) setString},
};


//实现在MainActivity类的两个方法stringFromJNI()    setString()
static jstring stringFromJNI(JNIEnv *env, jobject obj) {
    return env->NewStringUTF("欢迎来到jin的世界...");
}

jstring setString(JNIEnv *env, jobject instance, jstring str_) {
    return str_;
}


//找到MainActivity.java类
static int registerNatives(JNIEnv *engv) {
    jclass clazz;
    clazz = engv->FindClass("fj/clover/differentclassregister/MainActivity");   //找到MainActivity类
    if (clazz == NULL) {
        return JNI_FALSE;
    }
    //int len = sizeof(methods) / sizeof(methods[0]);
    if (engv->RegisterNatives(clazz, gMethods_MainActivity,
                              sizeof(gMethods_MainActivity) / sizeof(gMethods_MainActivity[0])) <
        0) {
        return JNI_FALSE;
    }
    return JNI_TRUE;
}

JNIEXPORT jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved) {
    JNIEnv *env = NULL;
    jint result = -1;
    if (vm->GetEnv((void **) &env, JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) {
        return result;
    }
    assert(env != NULL);
    //为了方便管理我们将不同java类中的native方法分别注册
    if (registerNatives(env) < 0) {  //注册HongBao类的native方法
        return result;
    }
    if (registerNatives_HongBao(env) < 0) {  //注册MainActivity类的native方法
        return result;
    }
    return JNI_VERSION_1_6;
}

运行结果和上面一样的。
其中需要注意的地方就是配置DNK。添加库要添加hongbao库

add_library( # Sets the name of the library.
             native-lib

             # Sets the library as a shared library.
             SHARED

             # Provides a relative path to your source file(s).

             src/main/cpp/hongbao/hongbao.cpp

             src/main/cpp/native-lib.cpp
             )

好了,奉上博主的代码:
http://download.csdn.net/download/cloverjf/10170456

经过博主改编的代码:
在IDA导出分析中找不到类名了(全部静态处理,在IDA中无法看到导出信息,进一步防止被反编译……)
http://download.csdn.net/download/cloverjf/10173839

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