Android 开发 之 JNI入门 - NDK从入门到精通

NDK项目源码地址 :

--第一个JNI示例程序下载 :GitHub- https://github.com/han1202012/NDKHelloworld.git

--Java传递参数给C语言实例程序 : GitHub -https://github.com/han1202012/NDKParameterPassing.git

--C语言回调Java方法示例程序 : GitHub -https://github.com/han1202012/NDK_Callback.git

--分析Log框架层JNI源码所需的Android底层文件 : CSDN -http://download.csdn.net/detail/han1202012/6905507

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作者 :万境绝尘

转载请注明出处 :http://blog.csdn.net/shulianghan/article/details/18964835

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开发环境介绍 :

-- eclipse :adt-bundle-windows-x86-20130917

-- sdk : 版本 2.3.3

-- ndk :android-ndk-r9c-windows-x86.zip

-- cygwin : 所需组件binutils , gcc , gcc-mingw , gdb , make;

-- javah : jdk6.0自带工具

-- javap : jdk6.0自带工具

JNI 总结 :

Java 调用 C 流程 :

-- a. 定义 Native 方法 : 在shuliang.han.ndkparameterpassing.DataProvider.java 类中定义 Native 方法public native int add(int x, int y);

-- b. 生成方法签名 : 进入 AndroidProject/bin/classes 目录, 使用 javahshuliang.han.ndkparameterpassing.DataProvider 命令, 便生成了头文件, 该头文件引用了 jni.h, 以及定义好了 对应的 Native 方法, 生成JNIEXPORT jint JNICALL Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_add (JNIEnv *, jobject, jint, jint);

-- c. 编写 Android.mk 文件 :

LOCAL_PATH := $(call my-dir)  
  
include $(CLEAR_VARS)  
  
LOCAL_MODULE    := hello-jni  
LOCAL_SRC_FILES := hello-jni.c  
  
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

-- d. 生成 动态库 so 文件 : 进入 Android.mk 所在目录, 在该目录执行 ndk 下的 ndk-build 命令;

-- e. Java代码加载动态库 : 在 Java 代码中调用该类的类前面, 在类的一开始, 不在方法中, 加入static{ System.loadLibrary("hello"); } ;

一. JNI介绍

1. JNI引入

JNI概念 : Java本地接口,Java Native Interface, 它是一个协议, 该协议用来沟通Java代码和外部的本地C/C++代码, 通过该协议 Java代码可以调用外部的本地代码, 外部的C/C++ 代码可以调用Java代码;

C和Java的侧重 :

-- C语言 : C语言中最重要的是 函数 function;

-- Java语言 : Java中最重要的是 JVM, class类, 以及class中的方法;

C与Java如何交流 :

-- JNI规范 : C语言与Java语言交流需要一个适配器, 中间件, 即 JNI, JNI提供了一种规范;

-- C语言中调用Java方法 : 可以让我们在C代码中找到Java代码class中的方法, 并且调用该方法;

-- Java语言中调用C语言方法 : 同时也可以在Java代码中, 将一个C语言的方法映射到Java的某个方法上;

-- JNI桥梁作用 : JNI提供了一个桥梁, 打通了C语言和Java语言之间的障碍;

JNI中的一些概念 :

-- native : Java语言中修饰本地方法的修饰符, 被该修饰符修饰的方法没有方法体;

-- Native方法 : 在Java语言中被native关键字修饰的方法是Native方法;

-- JNI层 : Java声明Native方法的部分;

-- JNI函数 : JNIEnv提供的函数, 这些函数在jni.h中进行定义;

-- JNI方法 : Native方法对应的JNI层实现的 C/C++方法, 即在jni目录中实现的那些C语言代码;

2. Android中的应用程序框架

正常情况下的Android框架 : 最顶层是Android的应用程序代码, 上层的应用层 和 应用框架层 主要是Java代码,中间有一层的Framework框架层代码是 C/C++代码, 通过Framework进行系统调用, 调用底层的库 和linux 内核;

使用JNI时的Android框架 : 绕过Framework提供的调用底层的代码, 直接调用自己写的C代码, 该代码最终会编译成为一个库, 这个库通过JNI提供的一个Stable的ABI 调用linux kernel;ABI是二进制程序接口 application binary interface.

纽带 : JNI是连接框架层 (Framework - C/C++) 和应用框架层(Application Framework - Java)的纽带;

JNI在Android中作用 : JNI可以调用本地代码库(即C/C++代码), 并通过 Dalvik虚拟机 与应用层 和 应用框架层进行交互, Android中JNI代码主要位于应用层 和 应用框架层;

-- 应用层 : 该层是由JNI开发, 主要使用标准JNI编程模型;

-- 应用框架层 : 使用的是Android中自定义的一套JNI编程模型, 该自定义的JNI编程模型弥补了标准JNI编程模型的不足;

Android中JNI源码位置 : 在应用框架层中, 主要的JNI代码位于 framework/base目录下, 这些模块被编译成共享库之后放在 /system/lib 目录下;

NDK与JNI区别 :

-- NDK: NDK是Google开发的一套开发和编译工具集, 主要用于Android的JNI开发;

-- JNI : JNI是一套编程接口, 用来实现Java代码与本地的C/C++代码进行交互;

JNI编程步骤:

-- 声明native方法 : 在Java代码中声明 native method()方法;

-- 实现JNI的C/C++方法 : 在JNI层实现Java中声明的native方法, 这里使用javah工具生成带方法签名的头文件, 该JNI层的C/C++代码将被编译成动态库;

-- 加载动态库 : 在Java代码中的静态代码块中加载JNI编译后的动态共享库;

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3. JNI作用

JNI作用 :

-- 扩展: JNI扩展了JVM能力, 驱动开发, 例如开发一个wifi驱动, 可以将手机设置为无限路由;

-- 高效 : 本地代码效率高, 游戏渲染, 音频视频处理等方面使用JNI调用本地代码, C语言可以灵活操作内存;

-- 复用 : 在文件压缩算法 7zip开源代码库, 机器视觉 openCV开放算法库 等方面可以复用C平台上的代码, 不必在开发一套完整的Java体系, 避免重复发明轮子;

-- 特殊 : 产品的核心技术一般也采用JNI开发, 不易破解;

Java语言执行流程 :

-- 编译字节码 : Java编译器编译 .java源文件, 获得.class 字节码文件;

-- 装载类库 : 使用类装载器装载平台上的Java类库, 并进行字节码验证;

-- Java虚拟机 : 将字节码加入到JVM中, Java解释器 和 即时编译器 同时处理字节码文件, 将处理后的结果放入运行时系统;

-- 调用JVM所在平台类库 : JVM处理字节码后, 转换成相应平台的操作, 调用本平台底层类库进行相关处理;

Java一次编译到处执行 : JVM在不同的操作系统都有实现, Java可以一次编译到处运行, 字节码文件一旦编译好了, 可以放在任何平台的虚拟机上运行;

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二. NDK详解

1. 交叉编译库文件

C代码执行 : C代码被编译成库文件之后, 才能执行, 库文件分为动态库 和静态库 两种;

-- 动态库 : unix环境下.so 后缀的是动态库, windows环境下.dll 后缀的是动态库; 动态库可以依赖静态库加载一些可执行的C代码;

-- 静态库 :.a 后缀是静态库的扩展名;

库文件来源 : C代码 进行 编译 链接操作之后, 才会生成库文件, 不同类型的CPU 操作系统 生成的库文件是不一样;

-- CPU分类 : arm结构, 嵌入式设备处理器; x86结构, pc 服务器处理器; 不同的CPU指令集不同;

-- 交叉编译 :windows x86编译出来的库文件可以在arm平台运行的代码;

-- 交叉编译工具链 : Google提供的 NDK 就是交叉编译工具链, 可以在linux环境下编译出在arn平台下执行的二进制库文件;

NDK作用 : 是Google提供了交叉编译工具链, 能够在linux平台编译出在arm平台下执行的二进制库文件;

NDK版本介绍 : android-ndk-windows 是在windows系统中的cygwin使用的, android-ndk-linux 是在linux下使用的;

2. 部署NDK开发环境

(1) 下载Cygwin安装器

下载地址 :http://cygwin.com/setup-x86.exe , 这是下载器, 可以使用该下载器在线安装, 也可以将cygwin下载到本地之后, 在进行安装;

安装器使用 : Cygwin的下载, 在线安装, 卸载 等操作都有由该安装器进行;

-- 本地文件安装 : 选择安装文件所在的目录, 然后选择所要安装的安装包;

-- 在线安装 : 选择在线安装即可, 然后选择需要的安装包;

-- 卸载 : windows上使用其它软件例如360, 控制面板中是无法卸载Cygwin的, 只能通过安装器来卸载;

(2) 安装Cygin

双击安装器setup-x86.exe 下一步 :

选择安装方式 :

-- 在线安装 : 直接下载, 然后安装;

-- 下载安装文件 : 将安装文件下载下来, 可以随时安装, 注意安装文件也需要安装器来进行安装;

-- 从本地文件安装 : 即使用下载的安装文件进行安装;

选择Cygwin安装位置 :

选择下载好安装文件位置 : 之前我下了一个完全版的Cygwin, 包括了所有的Cygwin组件, 全部加起来有5.23G, 下载速度很快, 使用网易的镜像, 基本可以全速下载;

选择需要安装Cygwin组件 : 这里我们只需要以下组件 : binutils , gcc , gcc-mingw , gdb , make , 不用下全部的组件;

之后点击下一步等待完成安装即可;

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安装完之后, 打开bash命令窗口, 可以设置下显示的字体, 使用 make -version 查看是否安装成功 :

(3) Cygwin目录介绍

以下是Cygwin安装目录的情况 : 该安装目录就是所模拟的linux 的根目录;

对应的linux目录 : 这两个目录进行对比发现, 两个目录是一样的, Cygwin的安装目录就是 linux根目录;

cygdrive目录 : 该目录是Cygwin模拟出来的windows目录结构, 进入该目录后, 会发现windows的盘符目录, 通过该目录可以访问windows中的文件;

(4) 下载NDK工具

从Google的Android开发者官网上下载该工具, 注意NDK工具分类 : 下载地址 -http://developer.android.com/tools/sdk/ndk/index.html-;

-- windows版本NDK:android-ndk-r9c-windows-x86.zip(32位),android-ndk-r9c-windows-x86_64.zip(64位) 该版本是用在windows上的Cygwin下, 不能直接在windows上直接运行;

-- linux版本NDK :android-ndk-r9c-linux-x86.tar.bz2(32位) , android-ndk-r9c-linux-x86_64.tar.bz2(64位) , 该版本直接在linux下执行即可;

在这里下载windows版本的NDK, 运行在Cygwin上;

(4) NDK环境介绍

NDK工具的文件结构 :

ndk-build脚本 : NDK build 脚本是 gun-make 的简单封装, gun-make 是编译C语言代码的工具, 该脚本执行的前提是linux环境下必须安装 make 程序;

NDK安装在Cygwin中: 将NDK压缩文件拷贝到Cygwin的根目录中, 解压 :android-ndk-r9c 目录就是NDK目录;

执行以下NDK目录下的 ndk-build 命令: ./ndk-build ;

执行结果:

Android NDK: Could not find application project directory !
Android NDK: Please define the NDK_PROJECT_PATH variable to point to it.
/android-ndk-r9c/build/core/build-local.mk:148: *** Android NDK: Aborting    。 停止。

三. 开发第一个NDK程序

1. 开发NDK程序流程

a. 创建Android工程:

首选创建一个Android工程, 在这个工程中进行JNI开发;

b. 声明native方法 :

注意方法名使用 native 修饰, 没有方法体 和 参数, eg :public native String helloFromJNI();

c. 创建C文件 :

在工程根目录下创建 jni 目录, 然后创建一个c语言源文件, 在文件中引入 include , C语言方法声明格式jstring Java_shuliang.han.ndkhelloworld_MainActivity_helloFromJNI(JNIEnv *env) , jstring 是 Java语言中的String类型, 方法名格式为 :Java_完整包名类名_方法名();

-- JNIEnv参数 : 代表的是Java环境, 通过这个环境可以调用Java里面的方法;

-- jobject参数 : 调用C语言方法的对象, thiz对象表示当前的对象, 即调用JNI方法所在的类;

d. 编写Android.mk文件 :

如何写 查看文档, NDK根目录下有一个documentation.html 文档, 点击该html文件就可以查看文档, 查看Android.mk File 文档, 下面是该文档给出的 Android.mk示例 :

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := hello-jni
LOCAL_SRC_FILES := hello-jni.c

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

-- LOCAL_PATH : 代表mk文件所在的目录;

--include $(CLEAR_VARS) : 编译工具函数, 通过该函数可以进行一些初始化操作;

--LOCAL_MODULE : 编译后的 .so 后缀文件叫什么名字;

--LOCAL_SRC_FILES: 指定编译的源文件名称;

--include $(BUILD_SHARED_LIBRARY) : 告诉编译器需要生成动态库;

e. NDK编译生成动态库 :

进入cygdrive 找到windows目录下对应的文件, 编译完成之后, 会自动生成so文件并放在libs目录下, 之后就可以在Java中调用C语言方法了;

f. Java中加载动态库 :

在Java类中的静态代码块中使用System.LoadLibrary()方法加载编译好的 .so 动态库;

NDK平台版本 : NDK脚本随着 android-sdk 版本不同, 执行的脚本也是不同的, 不同平台会引用不同的头文件, 编译的时候一定注意 sdk 与 ndk 版本要一致;

so文件在内存中位置 : apk文件安装到手机上之后, .so动态库文件存在在 data/安装目录/libs 目录下;

2. 开发实例

按照上面的步骤进行开发

(1) 创建Android工程

Android工程版本 : 创建一个Android工程,minSdk 为 7 即 android-2.1, 编译使用的sdk为 10 即 android-2.3.3 ;

NDK编译原则 : 编译NDK动态库是按照最小版本进行编译, 选择编译的平台的时候, 会选择 NDK 7 平台进行编译;

(2) 声明native方法

声明native方法, 注意该方法没有方法体 和 参数, 如下 :

	/*
	 * 声明一个native方法
	 * 这个方法在Java中是没有实现的, 没有方法体
	 * 该方法需要使用C语言编写
	 */
	public native String helloFromJNI();

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作者:万境绝尘

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(3) 创建C文件

引入头文件: 首先要包含头文件 jni.h, 该头文件位置定义在android-ndk-r9c\platforms\android-5\arch-arm\usr\include目录下的 jni.h, 下面是该头文件中定义的一些方法, 包括本项目中使用的 NewString 方法;

jstring     (*NewString)(JNIEnv*, const jchar*, jsize);
jsize       (*GetStringLength)(JNIEnv*, jstring);
const jchar* (*GetStringChars)(JNIEnv*, jstring, jboolean*);
void        (*ReleaseStringChars)(JNIEnv*, jstring, const jchar*);
jstring     (*NewStringUTF)(JNIEnv*, const char*);
jsize       (*GetStringUTFLength)(JNIEnv*, jstring);

调用Java类型 : C中调用Java中的String类型为 jstring;

C语言方法名规则 :Java_完整包名类名_方法名(JNIEnv *env, jobject thiz), 注意完整的类名包名中包名的点要用 _ 代替;

参数介绍 : C语言方法中有两个重要的参数,JNIEnv *env, jobject thiz ;

--JNIEnv参数 : 该参数代表Java环境, 通过这个环境可以调用Java中的方法;

--jobject参数 : 该参数代表调用jni方法的类, 在这里就是MainActivity;

调用jni.h中的NewStringUTF方法 : 该方法的作用是在C语言中创建一个Java语言中的String类型对象, jni.h中是这样定义的jstring (*NewStringUTF)(JNIEnv*, const char*),JNIEnv 结构体中包含了NewStringUTF 函数指针, 通过JNIEnv 就可以调用这个方法;

C语言文件源码 :

#include 

/*
 * 方法名称规定 : Java_完整包名类名_方法名()
 * JNIEnv 指针
 *
 * 参数介绍 :
 * env : 代表Java环境, 通过这个环境可以调用Java中的方法
 * thiz : 代表调用JNI方法的对象, 即MainActivity对象
 */
jstring Java_shuliang_han_ndkhelloworld_MainActivity_helloFromJNI(JNIEnv *env, jobject thiz)
{
	/*
	 * 调用 android-ndk-r9c\platforms\android-8\arch-arm\usr\include 中jni.h中的方法
	 * jni.h 中定义的方法  jstring (*NewStringUTF)(JNIEnv*, const char*); 
	 */
	return (*env)->NewStringUTF(env, "hello world jni");
}

(4) 编写Android.mk文件

查询NDK文档 : NDK的文档在NDK工具根目录下, 点击documentation.html 文件, 就可以在浏览器中打开NDK文档;

上面的开发流程中详细的介绍了Android.mk 五个参数的详细用处, 这里直接给出源码 :

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := hello
LOCAL_SRC_FILES := hello.c

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

(5) 编译NDK动态库

进入Cygwin相应目录 : 从Cygwin中的cygdrive 中进入windows的工程jni目录 ;

编译hello.c文件 : 注意Android.mk文件 与 hello.c 文件在同一目录中;

编译完成后的情况 : 编译完之后 会成成一个obj文件, 在obj文件中会生成 libhello.so, 系统会自动将该 so后缀文件放在libs目录下;

(6) Java中加载动态库

静态代码块中加载 : Java中在静态代码块中加载库文件, 调用System.loadLibrary("hello") 方法,注意 libs中的库文件名称为 libhello.so,我们加载的时候 将 lib 去掉, 只取hello 作为动态库名称, 这是规定的;

	//静态代码块加载C语言库文件
	static{
		System.loadLibrary("hello");
	}

(7) 其它源码

MainActivity源码 :

package shuliang.han.ndkhelloworld;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Toast;

public class MainActivity extends Activity {

	//静态代码块加载C语言库文件
	static{
		System.loadLibrary("hello");
	}
	
	/*
	 * 声明一个native方法
	 * 这个方法在Java中是没有实现的, 没有方法体
	 * 该方法需要使用C语言编写
	 */
	public native String helloFromJNI();
	
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        System.out.println(helloFromJNI());
    }

    public void onClick(View view) {
    	//点击按钮显示从jni调用得到的字符串信息
    	Toast.makeText(getApplicationContext(), helloFromJNI(), 1).show();
	}
    
}

XML布局文件 :

(8) 将源码上传到GitHub中

在上一篇博客http://blog.csdn.net/shulianghan/article/details/18812279中对GitHub用法进行了详解;

在GitHub上创建工程 :

项目地址

-- HTTP:https://github.com/han1202012/NDKHelloworld.git

-- SSH :[email protected]:han1202012/NDKHelloworld.git

生成的命令 :

touch README.md
git init
git add README.md
git commit -m "first commit"
git remote add origin [email protected]:han1202012/NDKHelloworld.git
git push -u origin master

打开 Git Bash 命令行窗口 :

-- 从GitHub上克隆项目到本地 : git clone [email protected]:han1202012/NDKHelloworld.git , 注意克隆的时候直接在仓库根目录即可, 不用再创建项目根目录 ;

-- 添加文件 : git add ./* , 将目录中所有文件添加;

-- 查看状态 : git status ;

-- 提交缓存 : git commit -m '提交';

-- 提交到远程GitHub仓库 : git push -u origin master ;

GitHub项目 :

3. 项目讲解

(1) Android.mk文件讲解

Android.mk文件内容 :

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := hello
LOCAL_SRC_FILES := hello.c

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

获取当前文件内容 : $(call my-dir) 是编译器中的宏方法, 调用该宏方法, 就会 返回前的目录路径;

赋值符号 : " := " 是 赋值符号, 第一句话 是 返回当前文件所在的当前目录, 并将这个目录路径赋值给 LOCAL_PATH;

初始化编译模块参数 : $(CLEAR_VARS) 作用是将编译模块的参数初始化, LOCAL_MODULE LOCAL_SRC_FILES 也是这样的参数;

指定编译模块 : LOCAL_MODULE := hello , 指定编译后的 so 文件名称, 编译好之后系统会在该名称前面加上 "lib", 后缀加上 ".so";

指定编译源文件 : LOCAL_SRC_FILES := hello.c 告诉编译系统源文件, 如果有多个文件那么就依次写在后面即可;

编译成静态库 :include $(BUILD_SHARED_LIBRARY), 作用是高速系统, 编译的结果编译成 .so 后缀的静态库;

静态库引入 : NDK的platform中有很多 ".a" 结尾的动态库, 我们编译动态库的时候, 可以将一些静态库引入进来;

(2) 自动生成方法签名

使用javah工具 : 在C中实现Java调用的jni方法, 方法的签名很复杂, 需要将完整的包名类名方法名都要使用 "_" 连接起来, 很麻烦, jdk提供的生成签名方法的工具;

遗留问题 : 目前查到的方法是 在bin目录下 执行 javah -jni 包名类名 命令, 但是执行不成功, 暂时没找到解决方案;

-- Android中会自动生成 .class文件吗, 没发现啊, PY人!

解决问题 : 在jni目录下存在classes目录, 但是这个目录在eclipse中不显示, 这里我们要注意;

在Cygwin中使用 javah 命令即可 :

生成的头文件 :shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider.h;

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include 
/* Header for class shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider */

#ifndef _Included_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider
#define _Included_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider
 * Method:    add
 * Signature: (II)I
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_add
  (JNIEnv *, jobject, jint, jint);

/*
 * Class:     shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider
 * Method:    sayHelloInc
 * Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_sayHelloInc
  (JNIEnv *, jobject, jstring);

/*
 * Class:     shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider
 * Method:    intMethod
 * Signature: ([I)[I
 */
JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_intMethod
  (JNIEnv *, jobject, jintArray);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

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(3) NDK开发中乱码问题

解决乱码思路 : C语言编译的时候用的是 ISO-8859-1 码表进行编码, 如果我们使用C语言jni开发, 需要进行转码操作;

-- 将ISO-8859-1转为UTF-8字符 : String string = new String(str.getBytes("iso8859-1"), "UTF-8");

示例 :

添加中文jni调用 : 将jni中的hello.c 中返回的字符串修改为中文, 重新编译 .so 静态库文件;

-- 修改后的hello.c文件如下 : 只改变了返回的字符串, 添加了中文;

#include 

/*
 * 方法名称规定 : Java_完整包名类名_方法名()
 * JNIEnv 指针
 *
 * 参数介绍 :
 * env : 代表Java环境, 通过这个环境可以调用Java中的方法
 * thiz : 代表调用JNI方法的对象, 即MainActivity对象
 */
jstring Java_shuliang_han_ndkhelloworld_MainActivity_helloFromJNI(JNIEnv *env, jobject thiz)
{
	/*
	 * 调用 android-ndk-r9c\platforms\android-8\arch-arm\usr\include 中jni.h中的方法
	 * jni.h 中定义的方法  jstring (*NewStringUTF)(JNIEnv*, const char*);
	 */
	return (*env)->NewStringUTF(env, "hello world jni 中文");
}

使用NDK重新编译hello.c文件 : 修改了C源码之后, 重新将该c文件编译成so文件;

-- 编译过程: 打开cygwin, 进入cygdrive/ 下对应windows中源码项目中的jni目录, 执行 /android-ndk-r9c/ndk-build 命令;

运行Android代码报错 : 因为jni中c文件有中文, 中文不能被识别;

01-31 14:36:04.803: W/dalvikvm(389): JNI WARNING: illegal continuation byte 0xd0
01-31 14:36:04.803: W/dalvikvm(389):              string: 'hello world jni ????'
01-31 14:36:04.803: W/dalvikvm(389):              in Lshuliang/han/ndkhelloworld/MainActivity;.helloFromJNI ()Ljava/lang/String; (NewStringUTF)
01-31 14:36:04.834: I/dalvikvm(389): "main" prio=5 tid=1 NATIVE
01-31 14:36:04.834: I/dalvikvm(389):   | group="main" sCount=0 dsCount=0 obj=0x4001f1a8 self=0xce48
01-31 14:36:04.834: I/dalvikvm(389):   | sysTid=389 nice=0 sched=0/0 cgrp=default handle=-1345006528
01-31 14:36:04.844: I/dalvikvm(389):   | schedstat=( 257006717 305462830 51 )
01-31 14:36:04.844: I/dalvikvm(389):   at shuliang.han.ndkhelloworld.MainActivity.helloFromJNI(Native Method)
01-31 14:36:04.844: I/dalvikvm(389):   at shuliang.han.ndkhelloworld.MainActivity.onCreate(MainActivity.java:26)
01-31 14:36:04.844: I/dalvikvm(389):   at android.app.Instrumentation.callActivityOnCreate(Instrumentation.java:1047)
01-31 14:36:04.853: I/dalvikvm(389):   at android.app.ActivityThread.performLaunchActivity(ActivityThread.java:1611)
01-31 14:36:04.853: I/dalvikvm(389):   at android.app.ActivityThread.handleLaunchActivity(ActivityThread.java:1663)
01-31 14:36:04.853: I/dalvikvm(389):   at android.app.ActivityThread.access$1500(ActivityThread.java:117)
01-31 14:36:04.864: I/dalvikvm(389):   at android.app.ActivityThread$H.handleMessage(ActivityThread.java:931)
01-31 14:36:04.864: I/dalvikvm(389):   at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:99)
01-31 14:36:04.864: I/dalvikvm(389):   at android.os.Looper.loop(Looper.java:123)
01-31 14:36:04.864: I/dalvikvm(389):   at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:3683)
01-31 14:36:04.864: I/dalvikvm(389):   at java.lang.reflect.Method.invokeNative(Native Method)
01-31 14:36:04.874: I/dalvikvm(389):   at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:507)
01-31 14:36:04.874: I/dalvikvm(389):   at com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller.run(ZygoteInit.java:839)
01-31 14:36:04.874: I/dalvikvm(389):   at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:597)
01-31 14:36:04.874: I/dalvikvm(389):   at dalvik.system.NativeStart.main(Native Method)
01-31 14:36:04.884: E/dalvikvm(389): VM aborting

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4. JNIEnv 详解

JNIEnv作用 : JNIEnv 是一个指针,指向了一组JNI函数, 这些函数可以在jni.h中查询到,通过这些函数可以实现 Java层 与 JNI层的交互, 通过JNIEnv 调用JNI函数 可以访问java虚拟机, 操作java对象;

JNI线程相关性 : JNIEnv只在当前的线程有效,JNIEnv不能跨线程传递, 相同的Java线程调用本地方法, 所使用的JNIEnv是相同的, 一个Native方法不能被不同的Java线程调用;

JNIEnv结构体系 : JNIEnv指针指向一个线程相关的结构,线程相关结构指向一个指针数组,指针数组中的每个元素最终指向一个JNI函数.

(1) JNIEnv的C/C++声明

jni.h中声明JNIEnv : C语言中定义的JNIEnv 是 JNINativeInterface* , C++中定义的JNIEnv 是 _JNIEnv;

struct _JNIEnv;
struct _JavaVM;
typedef const struct JNINativeInterface* C_JNIEnv;

#if defined(__cplusplus)	//为了兼容C 和 C++两种代码 使用该 宏加以区分
typedef _JNIEnv JNIEnv;		//C++ 中的JNIEnv类型
typedef _JavaVM JavaVM;
#else
typedef const struct JNINativeInterface* JNIEnv;//C语言中的JNIEnv类型
typedef const struct JNIInvokeInterface* JavaVM;
#endif

(2) C语言中的JNIEnv

关于JNIEnv指针调用解析 : C中JNIEnv就是 const struct JNINativeInterface*, JNIEnv * env等价于 JNINativeInterface** env, 因此要得到JNINativeInterface结构体中定义的函数指针, 就必须先获取到 JNINativeInterface的一级指针对象 即 *env , 该一级指针对象就是 JNINativeInterface* env, 然后通过该一级指针对象调用JNI函数 : (*env)->NewStringUTF(env, "hello");

在JNINativeInterface结构体中定义了一系列的关于Java操作的相关方法 :

/*
 * Table of interface function pointers.
 */
struct JNINativeInterface {
    void*       reserved0;
    void*       reserved1;
	
	... ...
	
    jboolean    (*CallStaticBooleanMethodV)(JNIEnv*, jclass, jmethodID,
                        va_list);
    jboolean    (*CallStaticBooleanMethodA)(JNIEnv*, jclass, jmethodID,
                        jvalue*);
    jbyte       (*CallStaticByteMethod)(JNIEnv*, jclass, jmethodID, ...);
    jbyte       (*CallStaticByteMethodV)(JNIEnv*, jclass, jmethodID, va_list);
	
	... ...
	
    void*       (*GetDirectBufferAddress)(JNIEnv*, jobject);
    jlong       (*GetDirectBufferCapacity)(JNIEnv*, jobject);

    /* added in JNI 1.6 */
    jobjectRefType (*GetObjectRefType)(JNIEnv*, jobject);
};

(3) C++中的JNIEnv

C++ 中的JNIEnv: C++ 中的JNIEnv 就是 _JNIEnv 结构体, 二者是等同的; 因此在调用 JNI函数的时候, 只需要使用 env->NewStringUTF(env, "hello")方法即可, 不用在进行*运算;

.

/*
 * C++ object wrapper.
 *
 * This is usually overlaid on a C struct whose first element is a
 * JNINativeInterface*.  We rely somewhat on compiler behavior.
 */
struct _JNIEnv {
    /* do not rename this; it does not seem to be entirely opaque */
    const struct JNINativeInterface* functions;

#if defined(__cplusplus)

    jint GetVersion()
    { return functions->GetVersion(this); }

    jlong GetDirectBufferCapacity(jobject buf)
    { return functions->GetDirectBufferCapacity(this, buf); }

    /* added in JNI 1.6 */
    jobjectRefType GetObjectRefType(jobject obj)
    { return functions->GetObjectRefType(this, obj); }
#endif /*__cplusplus*/
};

5. JNI方法命名规则(标准JNI规范)

JNI实现的方法 与 Java中Native方法的映射关系 : 使用方法名进行映射, 可以使用 javah 工具进入 bin/classes 目录下执行命令, 即可生成头文件;

JNI方法参数介绍:

-- 参数① : 第一个参数是JNI接口指针 JNIEnv;

-- 参数② : 如果Native方法是非静态的, 那么第二个参数就是对Java对象的引用, 如果Native方法是静态的, 那么第二个参数就是对Java类的Class对象的引用;

JNI方法名规范 : 返回值 + Java前缀 + 全路径类名 + 方法名 + 参数① JNIEnv + 参数② jobject + 其它参数;

-- 注意分隔符 : Java前缀 与 类名 以及类名之间的包名 和 方法名之间 使用 "_" 进行分割;

声明 非静态 方法:

-- Native方法 : public int hello (String str, int i);

-- JNI方法: jint Java_shuliang_han_Hello_hello(JNIEnv * env, jobject obj, jstring str, jint i);

声明 静态 方法 :

-- Native方法 :public static int hello (String str, int i);

--JNI方法 : jint Java_shuliang_han_Hello_hello(JNIEnv * env, jobject clazz, jstring str, jint i);

两种规范 : 以上是Java的标准JNI规范, 在Android中还有一套自定义的规范, 该规范是Android应用框架层 和 框架层交互使用的JNI规范, 依靠方法注册 映射 Native方法 和 JNI方法;

6. JNI方法签名规则

JNI识别Java方法 : JNI依靠函数名 和 方法签名 识别方法, 函数名是不能唯一识别一个方法的, 因为方法可以重载, 类型签名代表了 参数 和 返回值;

-- 签名规则 : (参数1类型签名参数2类型签名参数3类型签名参数N类型签名...)返回值类型签名, 注意参数列表中没有任何间隔;

Java类型 与 类型签名对照表 : 注意 boolean 与 long 不是大写首字母, 分别是 Z 与 J, 类是L全限定类名, 数组是[元素类型签名;

-- 类的签名规则 :L + 全限定名 + ;三部分, 全限定类名以 / 分割;

Java类型	类型签名
boolean	Z
byte	B
char	C
short	S
int	I
long	J
float	F
double	D
类	L全限定类名
数组	[元素类型签名

eg. long function(int n, String str, int[] arr);

该方法的签名 :(ILjava/lang/String;[I)J

.

.

四. Java调用JNI法与日志打印

1. JNI数据类型

Java数据类型 C数据类型 JNI数据类型对比 : 32位 与 64位机器可能会有出入;

Java数据类型	C本地类型	JNI定义别名
int	long	jint/jsize
long	__int64	jlong
byte	signed char	jbyte
boolean	unsigned char	jboolean
char	unsigned short	jchar
short	short	jshort
float	float	jfloat
double	doyble	jdouble
object'	_jobject	jobject

数据类型表示方法 : int数组类型 jintArray , boolean数组 jbooleanArray ...

头文件定义类型 : 这些基本的数据类型在jni.h 中都有相应的定义 :

    jobject     (*CallObjectMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jboolean    (*CallBooleanMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jboolean    (*CallBooleanMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jboolean    (*CallBooleanMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jbyte       (*CallByteMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jbyte       (*CallByteMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jbyte       (*CallByteMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jchar       (*CallCharMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jchar       (*CallCharMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jchar       (*CallCharMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jshort      (*CallShortMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jshort      (*CallShortMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jshort      (*CallShortMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jint        (*CallIntMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jint        (*CallIntMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jint        (*CallIntMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jlong       (*CallLongMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jlong       (*CallLongMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jbooleanArray (*NewBooleanArray)(JNIEnv*, jsize);
    jbyteArray    (*NewByteArray)(JNIEnv*, jsize);
    jcharArray    (*NewCharArray)(JNIEnv*, jsize);
    jshortArray   (*NewShortArray)(JNIEnv*, jsize);
    jintArray     (*NewIntArray)(JNIEnv*, jsize);
    jlongArray    (*NewLongArray)(JNIEnv*, jsize);
    jfloatArray   (*NewFloatArray)(JNIEnv*, jsize);
    jdoubleArray  (*NewDoubleArray)(JNIEnv*, jsize);

2. JNI在Java和C语言之间传递int类型

Java中定义的方法 :

	//将Java中的两个int值 传给C语言, 进行相加后, 返回java语言 shuliang.han.ndkparameterpassing.DataProvider
	public native int add(int x, int y);

C语言中定义的方法 :

#include 

//方法签名, Java环境 和 调用native方法的类 必不可少, 后面的参数就是native方法的参数
jint Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_add(JNIEnv * env, jobject obj, jint x, jint y)
{
	return x + y;
}

使用NDK工具变异该c类库 :

在cygwin中进入cygdrive, 然后进入windows中相应的目录, 执行/android-ndk-r9c/ndk-build 命令, 即可完成编译;

3. NDK中C代码使用LogCat

(1) 引入头文件

NDK中断点调试 : 断点调试在NDK中实现极其困难, 因此在这里我们一般都是打印日志;

引入头文件 : 在C代码中引入下面的头文件;

#include 
#define LOG_TAG "System.out"
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)

头文件介绍 : log.h 是关于调用 LogCat日志文件;

-- log.h头文件路径 :android-ndk-r9c\platforms\android-9\arch-arm\usr\include\android\log.h;

-- 主要方法 : __android_log_write, 下面有该方法的解析, 传入参数 日志等级 日志标签 日志内容;

-- 宏定义 :__android_log_write 方法太麻烦, 这里做出一个映射,LOGD(...) 输出debug级别的日志,LOGI(...) 输出Info级别的日志;

--LogCat日志级别 : verbose < debug < info < warn < error < assert;

使用到的log.h文件内容解析 :__android_log_write 方法中的日志等级参数就使用 枚举中的内容

/*
 * Android log priority values, in ascending priority order. 日志等级
 */
typedef enum android_LogPriority {
    ANDROID_LOG_UNKNOWN = 0,
    ANDROID_LOG_DEFAULT,    /* only for SetMinPriority() */
    ANDROID_LOG_VERBOSE,
    ANDROID_LOG_DEBUG,
    ANDROID_LOG_INFO,
    ANDROID_LOG_WARN,
    ANDROID_LOG_ERROR,
    ANDROID_LOG_FATAL,
    ANDROID_LOG_SILENT,     /* only for SetMinPriority(); must be last */
} android_LogPriority;

/*
 * Send a simple string to the log. 向LogCat中输出日志 
	参数介绍: 日志优先级 , 日志标签 , 日志内容
 */
int __android_log_write(int prio, const char *tag, const char *text);

C语言中输入输出函数占位符介绍 :

占位符	数据类型
%d	int
%ld	long int
%c	char
%f	float
&lf	double
%x	十六进制
%O	八进制
%s	字符串

.

.

(2) Android.mk增加liblog.so动态库

在该make配置文件中, 增加一行 :LOCAL_LDLIBS += -llog , 该语句添加在LOCAL_SRC_FILES 语句下面一行;

完整的Android.mk文件 :

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := DataProvider
LOCAL_SRC_FILES := DataProvider.c
#增加log函数对应的函数库 liblog.so  libthread_db.a
LOCAL_LDLIBS += -llog -lthread_db 
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

函数库位置 :android-ndk-r9c\platforms\android-9\arch-arm\usr\lib;

函数库截图 : 从该目录下的 liglog.so可以看出, 存在该库;

引入函数库方法 : 使用LOCAL_LDLIBS += -l函数库名, 注意函数库名不带lib前缀 和.so 后缀, 同时可以添加多个库, 使用 -l库1 -l库2 -库3 ;

(3) 编译执行

根据(1) 中的占位符, 编写打印日志代码:

	//Java中的int对应的是C语言中的long类型, 对应JNI中的jint类型, C语言中
	LOGI("JNI_日志 : x = %ld , y = %ld" , x , y);

最终的包含打印日志的完整代码 : 注意, 这里有一处可能错误, 如果是32位机器, int类型占位符使用 %d 即可;

#include 
#include 
#define LOG_TAG "System.out"
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)


//方法签名, Java环境 和 调用native方法的类 必不可少, 后面的参数就是native方法的参数
jint Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_add(JNIEnv * env, jobject obj, jint x, jint y)
{
	//Java中的int对应的是C语言中的long类型, 对应JNI中的jint类型, C语言中
	LOGI("JNI_日志 : x = %ld , y = %ld" , x , y);
	return x + y;
}

重新编译C文件 : 执行 /android-ndk-r9c/ndk-build命令;

-- 第一次编译 : 出现警告, long int占位符行不通, 注意区分机器位长, 64位 与 32位不同, 这样编译出现的结果就不会打印日志;

-- 第二次编译 : 将占位符改为 %d ;

执行按钮之后打印的日志 : 虽然有乱码, 不过显示出来了;

4. 字符串处理

.

Java中的String转为C语言中的char字符串 : 下面的工具方法可以在C程序中解决这个问题;

// java中的jstring, 转化为c的一个字符数组
char* Jstring2CStr(JNIEnv* env, jstring jstr) {
	//声明了一个字符串变量 rtn
	char* rtn = NULL;
	//找到Java中的String的Class对象
	jclass clsstring = (*env)->FindClass(env, "java/lang/String");
	//创建一个Java中的字符串 "GB2312"
	jstring strencode = (*env)->NewStringUTF(env, "GB2312");
	/*
	 * 获取String中定义的方法 getBytes(), 该方法的参数是 String类型的, 返回值是 byte[]数组
	 * "(Ljava/lang/String;)[B" 方法前面解析 :
	 * -- Ljava/lang/String; 表示参数是String字符串
	 * -- [B : 中括号表示这是一个数组, B代表byte类型, 返回值是一个byte数组
	 */
	jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, clsstring, "getBytes",
			"(Ljava/lang/String;)[B");
	//调用Java中的getBytes方法, 传入参数介绍 参数②表示调用该方法的对象, 参数③表示方法id , 参数④表示方法参数
	jbyteArray barr = (jbyteArray)(*env)->CallObjectMethod(env, jstr, mid,
			strencode); // String .getByte("GB2312");
	//获取数组的长度
	jsize alen = (*env)->GetArrayLength(env, barr);
	//获取数组中的所有的元素 , 存放在 jbyte*数组中
	jbyte* ba = (*env)->GetByteArrayElements(env, barr, JNI_FALSE);
	//将Java数组中所有元素拷贝到C的char*数组中, 注意C语言数组结尾要加一个 '\0'
	if (alen > 0) {
		rtn = (char*) malloc(alen + 1); //new  char[alen+1]; "\0"
		memcpy(rtn, ba, alen);
		rtn[alen] = 0;
	}
	(*env)->ReleaseByteArrayElements(env, barr, ba, 0); //释放内存


	return rtn;
}

Jstring2CStr方法讲解 :

a. 获取Java中String类型的class对象 : 参数 : 上下文环境 env, String类完整路径 ;

jclass clsstring = (*env)->FindClass(env, "java/lang/String");

b.创建Java字符串 : 使用NewStringUTF 方法;

jstring strencode = (*env)->NewStringUTF(env, "GB2312");

c. 获取String中的getBytes()方法 : 参数介绍 ① env 上下文环境 ② 完整的类路径 ③ 方法名 ④ 方法签名, 方法签名Ljava/lang/String; 代表参数是String字符串,[B 中括号表示这是一个数组, B代表byte类型, 返回值是一个byte数组;

	jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, clsstring, "getBytes",
			"(Ljava/lang/String;)[B");

d. 获取数组的长度 :

jsize alen = (*env)->GetArrayLength(env, barr);

e. 获取数组元素 :获取数组中的所有的元素 , 存放在 jbyte*数组中;

jbyte* ba = (*env)->GetByteArrayElements(env, barr, JNI_FALSE);

f. 数组拷贝:将Java数组中所有元素拷贝到C的char*数组中, 注意C语言数组结尾要加一个 '\0';

	if (alen > 0) {
		rtn = (char*) malloc(alen + 1); //new   char[alen+1]; "\0"
		memcpy(rtn, ba, alen);
		rtn[alen] = 0;
	}

g. 释放内存 :

(*env)->ReleaseByteArrayElements(env, barr, ba, 0); //释放内存

.

作者:万境绝尘

转载请注明出处:http://blog.csdn.net/shulianghan/article/details/18964835

.

C语言方法 : 注意调用Jstring2CStr方法之后要强转, 否则会出错, Jstring2CStr方法要定义在该方法的前面, C语言中的方法要先声明才能使用;

jstring Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_sayHelloInc(JNIEnv *env, jobject obj, jstring str)  
{  
    char *p = (char*)Jstring2CStr(env, str);  
    //打印Java传递过来的数据  
    LOGI("Java JNI string parameter is : %s", p);  
      
    char *append = "append";  
      
    //strcat(dest, source) 函数可以将source字符串 添加到dest字符串后面  
    return (*env)->NewStringUTF(env, strcat(p, append));  
}

-- 如果没有强转会出现下面的错误 : char *p = Jstring2CStr(env, str);


-- 将Jstring2CStr方法定义在主方法下面会出现下面错误 :

Java源码 :

case R.id.sayHelloInc:  
    Toast.makeText(getApplicationContext(), dataProvider.sayHelloInc("Hello"), Toast.LENGTH_LONG).show();  
    break;  

编译之后运行结果 :

5.开发JNI程序流程

a. C语言类库接口 : 存在C语言类库, 调用接口为login_server(char* address, char* username, char* password);
b. Java定义本地方法 : public native void LoginServer(String address, String user, String pwd);

c. C语言JNI代码 : Java_包名_类名_LoginServer(JNIEnv* env, jobject obj, jstring address, jstring user, jstring pwd){...调C接口};


注意跨语言字符串转换: JNI方法中, 要将Java的String字符串转为C中的char*字符串;


首先验证C码农提供的代码是否可用 : 验证该api是否可用, 在一个 int main() 函数中进行测试, 根据该测试代码查看方法执行相关的情况;

6.数组参数处理

模块讲解 : 在该模块中, Java语言传递一个int数组参数给C语言, C语言将这一组参数读取出来, 并且输出到Android的LogCat中, 这里涉及到了两个重要的JNI方法, 一个数获取数组长度方法, 一个是获取数组中每个元素的方法;


获取数组长度方法 : jni中定义 - jsize (*GetArrayLength)(JNIEnv*, jarray);
创建数组相关方法 :

jbooleanArray (*NewBooleanArray)(JNIEnv*, jsize);  
jbyteArray    (*NewByteArray)(JNIEnv*, jsize);  
jcharArray    (*NewCharArray)(JNIEnv*, jsize);  
jshortArray   (*NewShortArray)(JNIEnv*, jsize);  
jintArray     (*NewIntArray)(JNIEnv*, jsize);  
jlongArray    (*NewLongArray)(JNIEnv*, jsize);  
jfloatArray   (*NewFloatArray)(JNIEnv*, jsize);  
jdoubleArray  (*NewDoubleArray)(JNIEnv*, jsize);  

获取数组元素相关方法 :

jboolean*   (*GetBooleanArrayElements)(JNIEnv*, jbooleanArray, jboolean*);  
jbyte*      (*GetByteArrayElements)(JNIEnv*, jbyteArray, jboolean*);  
jchar*      (*GetCharArrayElements)(JNIEnv*, jcharArray, jboolean*);  
jshort*     (*GetShortArrayElements)(JNIEnv*, jshortArray, jboolean*);  
jint*       (*GetIntArrayElements)(JNIEnv*, jintArray, jboolean*);  
jlong*      (*GetLongArrayElements)(JNIEnv*, jlongArray, jboolean*);  
jfloat*     (*GetFloatArrayElements)(JNIEnv*, jfloatArray, jboolean*);  
jdouble*    (*GetDoubleArrayElements)(JNIEnv*, jdoubleArray, jboolean*); 

C语言代码 :

jintArray Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_intMethod(JNIEnv *env, jobject obj, jintArray arr)  
{  
    //获取arr大小  
    int len = (*env)->GetArrayLength(env, arr);  
      
    //在LogCat中打印出arr的大小  
    LOGI("the length of array is %d", len);  
      
    //如果长度为0, 返回arr  
    if(len == 0)  
        return arr;  
          
    //如果长度大于0, 那么获取数组中的每个元素  
    jint* p = (*env)->GetIntArrayElements(env, arr, 0);  
      
    //打印出数组中每个元素的值  
    int i = 0;  
    for(; i < len; i ++)  
    {  
        LOGI("arr[%d] = %d", i, *(p + i));  
    }  
      
    return arr;  
      
}  

Java代码 :

case R.id.intMethod:  
    int[] array = {1, 2, 3, 4, 5};  
    dataProvider.intMethod(array);  
    break;  

执行结果 : 上面的那种LogCat竟然启动失败, 只能将就着用这个了;

7. 本程序源码

XML布局文件 :

Java源码 :

-- MainActivity源码 :

package shuliang.han.ndkparameterpassing;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Toast;

public class MainActivity extends Activity {

	static{
		System.loadLibrary("DataProvider");
	}
	
	DataProvider dataProvider;
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        dataProvider = new DataProvider();
    }

    public void onClick(View view) {
    	
    	int id = view.getId();
    	
    	switch (id) {
			case R.id.add:
				int result = dataProvider.add(1, 2);
				Toast.makeText(getApplicationContext(), "the add result : " + result, Toast.LENGTH_LONG).show();
				break;
				
			case R.id.sayHelloInc:
				Toast.makeText(getApplicationContext(), dataProvider.sayHelloInc("Hello"), Toast.LENGTH_LONG).show();
				break;
				
			case R.id.intMethod:
				int[] array = {1, 2, 3, 4, 5};
				dataProvider.intMethod(array);
				break;
	
			default:
				break;
		}
	}
    
}

-- DataProvider源码 :

package shuliang.han.ndkparameterpassing;

public class DataProvider {

	//将Java中的两个int值 传给C语言, 进行相加后, 返回java语言 shuliang.han.ndkparameterpassing.DataProvider
	public native int add(int x, int y);
	
	//将Java字符串传递给C语言, C语言处理字符串之后, 将处理结果返回给java
	public native String sayHelloInc(String s);
	
	//将java中的int数组传递给C语言, C语言为每个元素加10, 返回给Java
	public native int[] intMethod(int[] nums); 
	
}

JNI相关源码 :

-- Android.mk源码 :

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := DataProvider
LOCAL_SRC_FILES := DataProvider.c
#增加log函数对应的log库
LOCAL_LDLIBS += -llog 

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

-- DataProvider.c 主程序源码 :

#include 
#include 
#include 
#define LOG_TAG "System.out"
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)

// java中的jstring, 转化为c的一个字符数组
char* Jstring2CStr(JNIEnv* env, jstring jstr) {
	//声明了一个字符串变量 rtn
	char* rtn = NULL;
	//找到Java中的String的Class对象
	jclass clsstring = (*env)->FindClass(env, "java/lang/String");
	//创建一个Java中的字符串 "GB2312"
	jstring strencode = (*env)->NewStringUTF(env, "GB2312");
	/*
	 * 获取String中定义的方法 getBytes(), 该方法的参数是 String类型的, 返回值是 byte[]数组
	 * "(Ljava/lang/String;)[B" 方法前面解析 :
	 * -- Ljava/lang/String; 表示参数是String字符串
	 * -- [B : 中括号表示这是一个数组, B代表byte类型, 返回值是一个byte数组
	 */
	jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, clsstring, "getBytes",
			"(Ljava/lang/String;)[B");
	//调用Java中的getBytes方法, 传入参数介绍 参数②表示调用该方法的对象, 参数③表示方法id , 参数④表示方法参数
	jbyteArray barr = (jbyteArray)(*env)->CallObjectMethod(env, jstr, mid,
			strencode); // String .getByte("GB2312");
	//获取数组的长度
	jsize alen = (*env)->GetArrayLength(env, barr);
	//获取数组中的所有的元素 , 存放在 jbyte*数组中
	jbyte* ba = (*env)->GetByteArrayElements(env, barr, JNI_FALSE);
	//将Java数组中所有元素拷贝到C的char*数组中, 注意C语言数组结尾要加一个 '\0'
	if (alen > 0) {
		rtn = (char*) malloc(alen + 1); //new  char[alen+1]; "\0"
		memcpy(rtn, ba, alen);
		rtn[alen] = 0;
	}
	(*env)->ReleaseByteArrayElements(env, barr, ba, 0); //释放内存


	return rtn;
}

//方法签名, Java环境 和 调用native方法的类 必不可少, 后面的参数就是native方法的参数
jint Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_add(JNIEnv * env, jobject obj, jint x, jint y)
{
	//Java中的int对应的是C语言中的long类型, 对应JNI中的jint类型, C语言中
	LOGI("JNI_log : x = %d , y = %d" , x , y);
	return x + y;
}

jstring Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_sayHelloInc(JNIEnv *env, jobject obj, jstring str)
{
	char *p = (char*)Jstring2CStr(env, str);
	//打印Java传递过来的数据
	LOGI("Java JNI string parameter is : %s", p);
	
	char *append = "append";
	
	//strcat(dest, source) 函数可以将source字符串 添加到dest字符串后面
	return (*env)->NewStringUTF(env, strcat(p, append));
}

jintArray Java_shuliang_han_ndkparameterpassing_DataProvider_intMethod(JNIEnv *env, jobject obj, jintArray arr)
{
	//获取arr大小
	int len = (*env)->GetArrayLength(env, arr);
	
	//在LogCat中打印出arr的大小
	LOGI("the length of array is %d", len);
	
	//如果长度为0, 返回arr
	if(len == 0)
		return arr;
		
	//如果长度大于0, 那么获取数组中的每个元素
	jint* p = (*env)->GetIntArrayElements(env, arr, 0);
	
	//打印出数组中每个元素的值
	int i = 0;
	for(; i < len; i ++)
	{
		LOGI("arr[%d] = %d", i, *(p + i));
	}
	
	return arr;
	
}

.

8. 上传代码到GitHub

创建新项目 : han1202012/NDKParameterPassing ;
-- SSH地址 : [email protected]:han1202012/NDKParameterPassing.git ;
-- HTTP地址 : https://github.com/han1202012/NDKParameterPassing.git ;

五. C语言代码回调Java方法

.

C语言回调Java方法场景 :

-- 复用方法 : 使用Java对象, 复用Java中的方法;

-- 激活Java : C程序后台运行, 该后台程序一直运行, 某个时间出发后需要启动Java服务, 激活Android中的某个界面, 例如使用Intent启动一个Activity;

1. C代码回调Java方法的流程

(1) 找到java对应的Class

创建一个char*数组, 然后使用jni.h中提供的FindClass方法获取jclass返回值;

		//DataProvider完整类名 shulaing.han.ndk_callback.DataProvider
		char* classname = "shulaing/han/ndk_callback/DataProvider";


		jclass dpclazz = (*env)->FindClass(env, classname);

(2) 找到要调用的方法的methodID

使用jni.h中提供的GetMethodID方法, 获取jmethodID, 传入参数 ①JNIEnv指针 ②Class对象 ③ 方法名 ④方法签名, 在这里方法名和方法签名确定一个方法, 方法签名就是方法的返回值 与 参数的唯一标示;

		//参数介绍 : 第二个参数是Class对象, 第三个参数是方法名,第四个参数是方法的签名, 获取到调用的method
		jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env, dpclazz, "Add", "(II)I");

找到静态方法 : 如果方法是静态的, 就使用GetStaticMethod方法获取

jmethodID GetStaticMethodID(jclass clazz, const char* name, const char* sig)
    { return functions->GetStaticMethodID(this, clazz, name, sig); }

(3) 在C语言中调用相应方法

普通方法 : CallTypeMethod , 其中的Type随着返回值类型的不同而改变;

参数介绍 : ① JNIEnv指针 ②调用该native方法的对象 ③方法的methodID ④⑤... 后面是可变参数, 这些参数是

    jmethodID   (*GetMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*);

    jobject     (*CallObjectMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jobject     (*CallObjectMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jobject     (*CallObjectMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jboolean    (*CallBooleanMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jboolean    (*CallBooleanMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jboolean    (*CallBooleanMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jbyte       (*CallByteMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jbyte       (*CallByteMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jbyte       (*CallByteMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jchar       (*CallCharMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jchar       (*CallCharMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jchar       (*CallCharMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jshort      (*CallShortMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jshort      (*CallShortMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jshort      (*CallShortMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jint        (*CallIntMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jint        (*CallIntMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jint        (*CallIntMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jlong       (*CallLongMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jlong       (*CallLongMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jlong       (*CallLongMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jfloat      (*CallFloatMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...) __NDK_FPABI__;
    jfloat      (*CallFloatMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list) __NDK_FPABI__;
    jfloat      (*CallFloatMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*) __NDK_FPABI__;
    jdouble     (*CallDoubleMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...) __NDK_FPABI__;
    jdouble     (*CallDoubleMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list) __NDK_FPABI__;
    jdouble     (*CallDoubleMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*) __NDK_FPABI__;
    void        (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    void        (*CallVoidMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    void        (*CallVoidMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);

静态方法 : CallStaticTypeMethod, 其中的Type随着返回值类型不同而改变;

.

2. 一些基本代码编写

Java代码 : 定义一个callCcode本地方法, 以及三个Java方法, 在jni中使用本地方法调用Java中的方法;

package shulaing.han.ndk_callback;

public class DataProvider {

	public native void callCcode();
	
	//C调用java中空方法 shulaing.han.ndk_callback.DataProvider

	public void helloFromJava(){
		System.out.println("hello from java");
	}
	
	//C调用java中的带两个int参数的方法
	public int Add(int x,int y){
		return x + y;
	}
	
	//C调用java中参数为string的方法
	public void printString(String s){
		System.out.println(s);
	}
	
}

生成头文件 : 进入 bin/classed目录, 使用 javah shulaing.han.ndk_callback.DataProvider 命令, 可以在bin/classes下生成头文件;

头文件内容 : 文件名 :shulaing_han_ndk_callback_DataProvider.h ;

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include 
/* Header for class shulaing_han_ndk_callback_DataProvider */

#ifndef _Included_shulaing_han_ndk_callback_DataProvider
#define _Included_shulaing_han_ndk_callback_DataProvider
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     shulaing_han_ndk_callback_DataProvider
 * Method:    callCcode
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode
  (JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

编写Android.mk文件 : 注意将LogCat日志输出系统动态库加入;

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := jni
LOCAL_SRC_FILES := jni.c
#增加log函数对应的log库
LOCAL_LDLIBS += -llog 

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

编写jni的C代码 : 注意加入LogCat相关导入的包;

#include "shulaing_han_ndk_callback_DataProvider.h"
#include 
#include 
#define LOG_TAG "System.out"
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)

3. C中回调Java的void返回值方法

使用JNIEnv指针获取Class对象 : 在jni.h文件中找到 -jclass (*FindClass)(JNIEnv*, const char*);

-- 参数介绍 : 第二个参数是类的路径字符串, 如"/shuliang/han/ndk_callback/DataProvider" ;

获取Java类中定义的method方法 : 在jni.h中找到方法 -jmethodID (*GetMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*);

-- 参数介绍 : 第二个参数是 Java类的Class对象, 第三个参数是方法名, 第四个参数是Java方法的签名;

方法签名生成工具 : javap , 使用javap -s 命令即可生成方法签名;

进入bin/classed目录下 : 执行 javap -sshulaing.han.ndk_callback.DataProvider 命令, 即可显示出每个方法的签名;

$ javap -s shulaing.han.ndk_callback.DataProvider
Compiled from "DataProvider.java"
public class shulaing.han.ndk_callback.DataProvider extends java.lang.Object{
public shulaing.han.ndk_callback.DataProvider();
  Signature: ()V
public native void callCcode();
  Signature: ()V
public void helloFromJava();
  Signature: ()V
public int Add(int, int);
  Signature: (II)I
public void printString(java.lang.String);
  Signature: (Ljava/lang/String;)V
}

截图 :

方法签名介绍 :

-- 返回值null, 参数null :void helloFromJava() 方法的签名是 "()V", 括号里什么都没有代表参数为null, V代表返回值是void;

-- 返回值int, 参数两个int :int Add(int x,int y) 方法的签名是 "(II)I ", 括号中II表示两个int类型参数, 右边括号外的I代表返回值是int类型;

-- 返回值null, 参数String :void printString(String s) 方法签名是 "(Ljava/lang/String;)V", 括号中的Ljava/lang/String; 表示参数是String类型, V表示返回值是void;

jni.h中定义的回调Java方法的相关函数 :

    jmethodID   (*GetMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*);

    jobject     (*CallObjectMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jobject     (*CallObjectMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jobject     (*CallObjectMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jboolean    (*CallBooleanMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jboolean    (*CallBooleanMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jboolean    (*CallBooleanMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jbyte       (*CallByteMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jbyte       (*CallByteMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jbyte       (*CallByteMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jchar       (*CallCharMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jchar       (*CallCharMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jchar       (*CallCharMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jshort      (*CallShortMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jshort      (*CallShortMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jshort      (*CallShortMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jint        (*CallIntMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jint        (*CallIntMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jint        (*CallIntMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jlong       (*CallLongMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    jlong       (*CallLongMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    jlong       (*CallLongMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);
    jfloat      (*CallFloatMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...) __NDK_FPABI__;
    jfloat      (*CallFloatMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list) __NDK_FPABI__;
    jfloat      (*CallFloatMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*) __NDK_FPABI__;
    jdouble     (*CallDoubleMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...) __NDK_FPABI__;
    jdouble     (*CallDoubleMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list) __NDK_FPABI__;
    jdouble     (*CallDoubleMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*) __NDK_FPABI__;
    void        (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
    void        (*CallVoidMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
    void        (*CallVoidMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, jvalue*);

C语言代码 :

#include "shulaing_han_ndk_callback_DataProvider.h"
#include 
#include 
#define LOG_TAG "System.out"
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)

JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode
  (JNIEnv * env, jobject obj)
{
	//调用DataProvider对象中的helloFromJava()方法
	//获取到某个对象, 获取对象中的方法, 调用获取到的方法
	LOGI("in code");
	//DataProvider完整类名 shulaing.han.ndk_callback.DataProvider
	char* classname = "shulaing/han/ndk_callback/DataProvider";


	jclass dpclazz = (*env)->FindClass(env, classname);
	if(dpclazz == 0)
		LOGI("class not find !!!");
	else
		LOGI("class find !!!");

	//参数介绍 : 第二个参数是Class对象, 第三个参数是方法名,第四个参数是方法的签名, 获取到调用的method
	jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env, dpclazz, "helloFromJava", "()V");
	if(methodID == 0)
			LOGI("method not find !!!");
		else
			LOGI("method find !!!");

	/*
	 * 调用方法 void (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
	 * 参数介绍 : 后面的 ... 是可变参数, 如果该返回值void的方法有参数, 就将参数按照次序排列
	 */
	LOGI("before call method");
	(*env)->CallVoidMethod(env, obj, methodID);
	LOGI("after call method");

}

Java代码 :

--XML布局文件代码 :

-- MainActivity代码 :

package shulaing.han.ndk_callback;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;

public class MainActivity extends Activity {

	static{
		System.loadLibrary("jni");
	}
	DataProvider dp;
	
	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_main);
		dp = new DataProvider();
	}

	public void onClick(View view) {
		int id = view.getId();
		switch (id) {
			case R.id.call_void_method:
				dp.callCcode();
				break;
	
			default:
				break;
		}
	}

}

执行结果 :

.

4. C代码回调Java中带String参数的方法

在DataProvider中添加两个native方法 :

	public native void callCcode();
	public native void callCcode1();
	public native void callCcode2();

进入bin/classes目录, 使用javah -jni shulaing.han.ndk_callback.DataProvider 命令生成头文件 :

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include 
/* Header for class shulaing_han_ndk_callback_DataProvider */

#ifndef _Included_shulaing_han_ndk_callback_DataProvider
#define _Included_shulaing_han_ndk_callback_DataProvider
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     shulaing_han_ndk_callback_DataProvider
 * Method:    callCcode
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode
  (JNIEnv *, jobject);

/*
 * Class:     shulaing_han_ndk_callback_DataProvider
 * Method:    callCcode1
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode1
  (JNIEnv *, jobject);

/*
 * Class:     shulaing_han_ndk_callback_DataProvider
 * Method:    callCcode2
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode2
  (JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

jni C语言代码 : 这里只需要修改两处, 方法名, 获取方法id中的参数, 调用方法中最后加上一个Java参数;

JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode1
  (JNIEnv *env, jobject obj)
{
	//调用DataProvider对象中的helloFromJava()方法
		//获取到某个对象, 获取对象中的方法, 调用获取到的方法
		LOGI("in code");
		//DataProvider完整类名 shulaing.han.ndk_callback.DataProvider
		char* classname = "shulaing/han/ndk_callback/DataProvider";


		jclass dpclazz = (*env)->FindClass(env, classname);
		if(dpclazz == 0)
			LOGI("class not find !!!");
		else
			LOGI("class find !!!");

		//参数介绍 : 第二个参数是Class对象, 第三个参数是方法名,第四个参数是方法的签名, 获取到调用的method
		jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env, dpclazz, "printString", "(Ljava/lang/String;)V");
		if(methodID == 0)
				LOGI("method not find !!!");
			else
				LOGI("method find !!!");

		/*
		 * 调用方法 void (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
		 * 参数介绍 : 后面的 ... 是可变参数, 如果该返回值void的方法有参数, 就将参数按照次序排列
		 */
		LOGI("before call method");
		(*env)->CallVoidMethod(env, obj, methodID, (*env)->NewStringUTF(env, "printString method callback success!!"));
		LOGI("after call method");
}

执行后的结果 :

5. C代码中回调带两个int类型的参数的方法

按照上面的流程, 不同之处就是jni中获取方法 和 方法id , 调用方法的jni函数不同 :

JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode2
  (JNIEnv *env, jobject obj)
{
	//调用DataProvider对象中的helloFromJava()方法
		//获取到某个对象, 获取对象中的方法, 调用获取到的方法
		LOGI("in code");
		//DataProvider完整类名 shulaing.han.ndk_callback.DataProvider
		char* classname = "shulaing/han/ndk_callback/DataProvider";


		jclass dpclazz = (*env)->FindClass(env, classname);
		if(dpclazz == 0)
			LOGI("class not find !!!");
		else
			LOGI("class find !!!");

		//参数介绍 : 第二个参数是Class对象, 第三个参数是方法名,第四个参数是方法的签名, 获取到调用的method
		jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env, dpclazz, "Add", "(II)I");
		if(methodID == 0)
				LOGI("method not find !!!");
			else
				LOGI("method find !!!");

		/*
		 * 调用方法 void (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
		 * 参数介绍 : 后面的 ... 是可变参数, 如果该返回值void的方法有参数, 就将参数按照次序排列
		 */
		LOGI("before call method");
		(*env)->CallIntMethod(env, obj, methodID, 3, 5);
		LOGI("after call method");

}

Java代码 :

			case R.id.call_int_parameter_method:
				dp.callCcode2();
				break;

执行结果 :

.

作者:万境绝尘

转载请注明出处:http://blog.csdn.net/shulianghan/article/details/18964835

.

6. 完整源码

Java源码 :

-- DataProvider源码 :

package shulaing.han.ndk_callback;


public class DataProvider {

	public native void callCcode();
	public native void callCcode1();
	public native void callCcode2();
	
	//C调用java中空方法 shulaing.han.ndk_callback.DataProvider

	public void helloFromJava(){
		System.out.println("hello from java");
	}
	
	//C调用java中的带两个int参数的方法
	public int Add(int x,int y){
		System.out.println("the add result is : " + (x + y));
		return x + y;
	}
	
	//C调用java中参数为string的方法
	public void printString(String s){
		System.out.println("in java code :" + s);
	}
	
}

-- MainActivity源码 :

package shulaing.han.ndk_callback;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;

public class MainActivity extends Activity {

	static{
		System.loadLibrary("jni");
	}
	DataProvider dp;
	
	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_main);
		dp = new DataProvider();
	}

	public void onClick(View view) {
		int id = view.getId();
		switch (id) {
			case R.id.call_void_method:
				dp.callCcode();
				break;
			
			case R.id.call_string_parameter_method:
				dp.callCcode1();
				break;
	
			case R.id.call_int_parameter_method:
				dp.callCcode2();
				break;
				
			default:
				break;
		}
	}

}

XML布局文件源码 :

jni源码 :

-- 头文件源码 :

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include 
/* Header for class shulaing_han_ndk_callback_DataProvider */

#ifndef _Included_shulaing_han_ndk_callback_DataProvider
#define _Included_shulaing_han_ndk_callback_DataProvider
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     shulaing_han_ndk_callback_DataProvider
 * Method:    callCcode
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode
  (JNIEnv *, jobject);

/*
 * Class:     shulaing_han_ndk_callback_DataProvider
 * Method:    callCcode1
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode1
  (JNIEnv *, jobject);

/*
 * Class:     shulaing_han_ndk_callback_DataProvider
 * Method:    callCcode2
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode2
  (JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

-- Android.mk源码 :

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := jni
LOCAL_SRC_FILES := jni.c
#增加log函数对应的log库
LOCAL_LDLIBS += -llog 

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

-- jni主程序源码 :

#include "shulaing_han_ndk_callback_DataProvider.h"
#include "first.h"
#include 
#include 
#define LOG_TAG "System.out"
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)

JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode
  (JNIEnv * env, jobject obj)
{
	//调用DataProvider对象中的helloFromJava()方法
	//获取到某个对象, 获取对象中的方法, 调用获取到的方法
	LOGI("in code");
	//DataProvider完整类名 shulaing.han.ndk_callback.DataProvider
	char* classname = "shulaing/han/ndk_callback/DataProvider";


	jclass dpclazz = (*env)->FindClass(env, classname);
	if(dpclazz == 0)
		LOGI("class not find !!!");
	else
		LOGI("class find !!!");

	//参数介绍 : 第二个参数是Class对象, 第三个参数是方法名,第四个参数是方法的签名, 获取到调用的method
	jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env, dpclazz, "helloFromJava", "()V");
	if(methodID == 0)
			LOGI("method not find !!!");
		else
			LOGI("method find !!!");

	/*
	 * 调用方法 void (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
	 * 参数介绍 : 后面的 ... 是可变参数, 如果该返回值void的方法有参数, 就将参数按照次序排列
	 */
	LOGI("before call method");
	(*env)->CallVoidMethod(env, obj, methodID);
	LOGI("after call method");

}

JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode1
  (JNIEnv *env, jobject obj)
{
	//调用DataProvider对象中的helloFromJava()方法
		//获取到某个对象, 获取对象中的方法, 调用获取到的方法
		LOGI("in code");
		//DataProvider完整类名 shulaing.han.ndk_callback.DataProvider
		char* classname = "shulaing/han/ndk_callback/DataProvider";


		jclass dpclazz = (*env)->FindClass(env, classname);
		if(dpclazz == 0)
			LOGI("class not find !!!");
		else
			LOGI("class find !!!");

		//参数介绍 : 第二个参数是Class对象, 第三个参数是方法名,第四个参数是方法的签名, 获取到调用的method
		jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env, dpclazz, "printString", "(Ljava/lang/String;)V");
		if(methodID == 0)
				LOGI("method not find !!!");
			else
				LOGI("method find !!!");

		/*
		 * 调用方法 void (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
		 * 参数介绍 : 后面的 ... 是可变参数, 如果该返回值void的方法有参数, 就将参数按照次序排列
		 */
		LOGI("before call method");
		(*env)->CallVoidMethod(env, obj, methodID, (*env)->NewStringUTF(env, "printString method callback success!!"));
		LOGI("after call method");
}

/*
 * 实际开发的情况
 * C代码工程师给我们 first.h first.c , 我们只需要将first.h引入, 然后就可以使用其中的方法了
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_shulaing_han_ndk_1callback_DataProvider_callCcode2
  (JNIEnv *env, jobject obj)
{
	//调用DataProvider对象中的helloFromJava()方法
		//获取到某个对象, 获取对象中的方法, 调用获取到的方法
		LOGI("in code");
		//DataProvider完整类名 shulaing.han.ndk_callback.DataProvider
		char* classname = "shulaing/han/ndk_callback/DataProvider";


		jclass dpclazz = (*env)->FindClass(env, classname);
		if(dpclazz == 0)
			LOGI("class not find !!!");
		else
			LOGI("class find !!!");

		//参数介绍 : 第二个参数是Class对象, 第三个参数是方法名,第四个参数是方法的签名, 获取到调用的method
		jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env, dpclazz, "Add", "(II)I");
		if(methodID == 0)
				LOGI("method not find !!!");
			else
				LOGI("method find !!!");

		/*
		 * 调用方法 void (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
		 * 参数介绍 : 后面的 ... 是可变参数, 如果该返回值void的方法有参数, 就将参数按照次序排列
		 */
		LOGI("before call method");
		(*env)->CallIntMethod(env, obj, methodID, 3, 5);
		LOGI("after call method");

}

7. 将程序上传到GitHub中

GitHub地址 :

-- SSH :[email protected]:han1202012/NDK_Callback.git

-- HTTP :https://github.com/han1202012/NDK_Callback.git

.

.

六. 实际开发中的环境

这里举一个简单的小例子 :

-- 在实际开发中, C工程师会给我们c文件如下 : first.h first.c, 一个C主程序, 一个头文件, 我们只需要将这个头文件引入到jni中的C代码中即可, 在我们自定义生成的签名函数中调用 first.h中的方法;

first.h源码 :

#ifndef FIRST_H
#define FIRST_H

extern int first(int  x, int  y);

#endif /* FIRST_H */

first.c源码 :

#include "first.h"

int  first(int  x, int  y)
{
    return x + y;
}

在签名函数中, 直接调用 first()方法即可;

.

七 分析Log日志系统框架的JNI代码

在这里分析日志输出函数 : Log.i(TAG, "log"), 分析该日志系统的JNI层源码结构;

这里使用下载的Android2.3.3源码进行分析 : 在http://blog.csdn.net/shulianghan/article/details/17350401中介绍了如何使用repo 和 git 下载Android源码 和 kernel 源码;

LogJNI调用层次 : android.util.Log.java 中的接口 是通过JNI调用 本地库 并最终调用内核驱动程序 Logger 将日志信息写到 内核空间中.

分析的源码文件 : "\" 代表Android源代码的本目录;

-- Java代码 :\frameworks\base\core\java\android\util\Log.java

-- JNI层实现代码 :\frameworks\base\core\jni\android_util_Log.cpp

下面的是Android自定义的JNI规范相关的源码 :

-- JNI规范头文件 :\dalvik\libnativehelper\include\nativehelper\jni.h

-- JNI帮助文件 : ①\dalvik\libnativehelper\include\nativehelper\JNIHelp.h ②\dalvik\libnativehelper\JNIHelp.c

-- JNI运行时文件 : \frameworks\base\core\jni\AndroidRuntime.cpp

这里将上面几个文件上传到CSDN资源中, 便于查看 :http://download.csdn.net/detail/han1202012/6905507;

1. 分析Log.java源码

Log.java分析 : 在Log.java文件中,定义了 isLoggable 和 println_native 两个Native方法, 在Java方法中, 只需要事先声明native方法, 不用实现方法体, 可以直接调用;

Log.java在Android源码中的位置 :\frameworks\base\core\java\android\util\Log.java

Log.java内容 :

package android.util;

import com.android.internal.os.RuntimeInit;

import java.io.PrintWriter;
import java.io.StringWriter;
public final class Log {

	... ...
	
	//打印日志
    public static int d(String tag, String msg) {
        return println_native(LOG_ID_MAIN, DEBUG, tag, msg);
    }

    //打印日志和异常
    public static int d(String tag, String msg, Throwable tr) {
        return println_native(LOG_ID_MAIN, DEBUG, tag, msg + '\n' + getStackTraceString(tr));
    }

    //打印日志
    public static int i(String tag, String msg) {
        return println_native(LOG_ID_MAIN, INFO, tag, msg);
    }

	... ...
	
    //声明native方法
    public static native boolean isLoggable(String tag, int level);

	... ...
  
    /** @hide */ public static final int LOG_ID_MAIN = 0;
    /** @hide */ public static final int LOG_ID_RADIO = 1;
    /** @hide */ public static final int LOG_ID_EVENTS = 2;
    /** @hide */ public static final int LOG_ID_SYSTEM = 3;

	//声明native方法
    /** @hide */ public static native int println_native(int bufID,
            int priority, String tag, String msg);
}

2. 分析Log系统JNI层源码

JNI层方法: JNI层方法根据一定规则与Java层声明的Native方法进行映射, 然后可以通过JNIEnv指针提供的JNI函数对Java层进行操作;

Log系统的JNI层文件是 : android_util_Log.cpp, 该文件路径 :\frameworks\base\core\jni\android_util_Log.cpp代码如下 :

#define LOG_NAMESPACE "log.tag."
#define LOG_TAG "Log_println"

#include 
#include 
#include 
#include 

#include "jni.h"
#include "utils/misc.h"
#include "android_runtime/AndroidRuntime.h"

... ...

namespace android {

struct levels_t {
    jint verbose;
    jint debug;
    jint info;
    jint warn;
    jint error;
    jint assert;
};
static levels_t levels;

static int toLevel(const char* value) 
{
    switch (value[0]) {
        case 'V': return levels.verbose;
        case 'D': return levels.debug;
        case 'I': return levels.info;
        case 'W': return levels.warn;
        case 'E': return levels.error;
        case 'A': return levels.assert;
        case 'S': return -1; // SUPPRESS
    }
    return levels.info;
}

/*
	实现Java层声明的 isLoggable 方法, 注意方法名不符合标准JNI规范
	标准的JNI规范方法名应该是 Java_包名_类名_方法名
	其中传入了JNIEnv 和 jobject 参数, JNIEnv参数是Java运行环境, 可以与JVM进行交互
	jobject参数是包含Native方法的Java类对象
	该方法中可以通过JNIEnv调用本地库进行函数处理, 最后返回给Java层函数
*/
static jboolean android_util_Log_isLoggable(JNIEnv* env, jobject clazz, jstring tag, jint level)
{
#ifndef HAVE_ANDROID_OS
    return false;
#else /* HAVE_ANDROID_OS */
    int len;
    char key[PROPERTY_KEY_MAX];
    char buf[PROPERTY_VALUE_MAX];

    if (tag == NULL) {
        return false;
    }
    
    jboolean result = false;
    
	//调用了JNI函数
    const char* chars = env->GetStringUTFChars(tag, NULL);

    if ((strlen(chars)+sizeof(LOG_NAMESPACE)) > PROPERTY_KEY_MAX) {
        jclass clazz = env->FindClass("java/lang/IllegalArgumentException");
        char buf2[200];
        snprintf(buf2, sizeof(buf2), "Log tag \"%s\" exceeds limit of %d characters\n",
                chars, PROPERTY_KEY_MAX - sizeof(LOG_NAMESPACE));

        // release the chars!
        env->ReleaseStringUTFChars(tag, chars);

        env->ThrowNew(clazz, buf2);
        return false;
    } else {
        strncpy(key, LOG_NAMESPACE, sizeof(LOG_NAMESPACE)-1);
        strcpy(key + sizeof(LOG_NAMESPACE) - 1, chars);
    }
    
    env->ReleaseStringUTFChars(tag, chars);

    len = property_get(key, buf, "");
    int logLevel = toLevel(buf);
    return (logLevel >= 0 && level >= logLevel) ? true : false;
#endif /* HAVE_ANDROID_OS */
}

/*
 * In class android.util.Log:
 *  public static native int println_native(int buffer, int priority, String tag, String msg)
 */
static jint android_util_Log_println_native(JNIEnv* env, jobject clazz,
        jint bufID, jint priority, jstring tagObj, jstring msgObj)
{
    const char* tag = NULL;
    const char* msg = NULL;

    if (msgObj == NULL) {
        jclass npeClazz;

        npeClazz = env->FindClass("java/lang/NullPointerException");
        assert(npeClazz != NULL);

        env->ThrowNew(npeClazz, "println needs a message");
        return -1;
    }

    if (bufID < 0 || bufID >= LOG_ID_MAX) {
        jclass npeClazz;

        npeClazz = env->FindClass("java/lang/NullPointerException");
        assert(npeClazz != NULL);

        env->ThrowNew(npeClazz, "bad bufID");
        return -1;
    }

    if (tagObj != NULL)
        tag = env->GetStringUTFChars(tagObj, NULL);	//调用JNI函数
    msg = env->GetStringUTFChars(msgObj, NULL);

    int res = __android_log_buf_write(bufID, (android_LogPriority)priority, tag, msg);

    if (tag != NULL)
        env->ReleaseStringUTFChars(tagObj, tag);	//调用JNI函数释放资源
    env->ReleaseStringUTFChars(msgObj, msg);	//调用JNI函数释放资源

    return res;
}

/*
 * JNI registration. JNI方法注册
 */
static JNINativeMethod gMethods[] = {
    /* name, signature, funcPtr */
    { "isLoggable",      "(Ljava/lang/String;I)Z", (void*) android_util_Log_isLoggable },
    { "println_native",  "(IILjava/lang/String;Ljava/lang/String;)I", (void*) android_util_Log_println_native },
};

int register_android_util_Log(JNIEnv* env)
{
    jclass clazz = env->FindClass("android/util/Log");

    if (clazz == NULL) {
        LOGE("Can't find android/util/Log");
        return -1;
    }
    
    levels.verbose = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "VERBOSE", "I"));
    levels.debug = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "DEBUG", "I"));
    levels.info = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "INFO", "I"));
    levels.warn = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "WARN", "I"));
    levels.error = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "ERROR", "I"));
    levels.assert = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "ASSERT", "I"));
                
    return AndroidRuntime::registerNativeMethods(env, "android/util/Log", gMethods, NELEM(gMethods));
}

}; // namespace android

3. 声明JNI 与 Native 方法的映射关系

标准JNI规范 : 在标准的JNI规范中, Java中的Native方法 与 JNI层方法 是通过方法名的对应关系进行映射的, 我们通过 javah 工具生成JNI层头文件, 头文件中定义了规范的JNI层方法名, 这个方法名就与Java Native方法对应;

Android自定义规范 : 在\dalvik\libnativehelper\include\nativehelper\jni.h 中定义了这样的映射关系 :

typedef struct {
    const char* name;		//Java层Native函数方法名
    const char* signature;	//Java层Native函数的签名
    void*       fnPtr;		//JNI层实现的方法
} JNINativeMethod;

.

JNINativeMethod类型数据 : 在android_util_Log.cpp 中定义了一个该类型的数组 :

/*
 * JNI registration.
 */
static JNINativeMethod gMethods[] = {
    /* name, signature, funcPtr */
    { "isLoggable",      "(Ljava/lang/String;I)Z", (void*) android_util_Log_isLoggable },
    { "println_native",  "(IILjava/lang/String;Ljava/lang/String;)I", (void*) android_util_Log_println_native },
};

JNINativeMethod结构体作用 : JNINativeMethod是一个结构体类型, 声明了Native方法 与 JNI方法 的映射关系;

-- 解析上面的数组中的元素 :

--- Native方法 : "isLoggable" 是Java中声明的Native方法;

--- 方法签名 : "(Ljava/lang/String;I)Z" 表示该方法的签名, 参数是String类型 和 int类型, Z 表示 boolean类型;

--- JNI方法 : (void*) android_util_Log_isLoggable 表示JNI层实现的方法指针;

4. 注册JNI方法到虚拟机中

映射关系体现到虚拟机中 : 在android_util_Log.cpp 中存在这样的方法 :

int register_android_util_Log(JNIEnv* env)
{
    jclass clazz = env->FindClass("android/util/Log");

    if (clazz == NULL) {
        LOGE("Can't find android/util/Log");
        return -1;
    }
    
    levels.verbose = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "VERBOSE", "I"));
    levels.debug = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "DEBUG", "I"));
    levels.info = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "INFO", "I"));
    levels.warn = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "WARN", "I"));
    levels.error = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "ERROR", "I"));
    levels.assert = env->GetStaticIntField(clazz, env->GetStaticFieldID(clazz, "ASSERT", "I"));
                
    return AndroidRuntime::registerNativeMethods(env, "android/util/Log", gMethods, NELEM(gMethods));
}

}; // namespace android

核心方法 : 该函数调用了AndroidRuntime::registerNativeMethods(env, "android/util/Log", gMethods, NELEM(gMethods)) 方法注册JNI方法;

register_android_util_Log调用时机 : 该函数是在Android系统启动的时候, 通过AndroidRuntime.cpp中的register_jni_proocs方法执行, 执行该方法的时候会将 Native方法 与 JNI方法 的函数映射关系注册给 Dalvik 虚拟机;

5. 解析registerNativeMethod函数

该函数定义在AndroidRuntime.cpp中 : 该文件的路径在\frameworks\base\core\jni\AndroidRuntime.cpp ;

/*
 * Register native methods using JNI.
 */
/*static*/ int AndroidRuntime::registerNativeMethods(JNIEnv* env,
    const char* className, const JNINativeMethod* gMethods, int numMethods)
{
    return jniRegisterNativeMethods(env, className, gMethods, numMethods);
}

registerNativeMethods 方法只是对jniRegisterNativeMethods 方法的封装, 在JNIHelp.h中找到该方法的声明:

/*
 * Register one or more native methods with a particular class.
 */
int jniRegisterNativeMethods(C_JNIEnv* env, const char* className,
    const JNINativeMethod* gMethods, int numMethods);

在JNIHelp.c 中找到该方法的实现 : 最终方法中调用了 JNIEnv 的RegisterNatives 函数, 将gMethods中存放的JNINativeMethod结构体(存放Native方法 与 JNI方法关联信息) 传递到java虚拟机;

/*
 * Register native JNI-callable methods.
 *
 * "className" looks like "java/lang/String".
 */
int jniRegisterNativeMethods(JNIEnv* env, const char* className,
    const JNINativeMethod* gMethods, int numMethods)
{
    jclass clazz;

    LOGV("Registering %s natives\n", className);
    clazz = (*env)->FindClass(env, className);
    if (clazz == NULL) {
        LOGE("Native registration unable to find class '%s'\n", className);
        return -1;
    }

    int result = 0;
    if ((*env)->RegisterNatives(env, clazz, gMethods, numMethods) < 0) {
        LOGE("RegisterNatives failed for '%s'\n", className);
        result = -1;
    }

    (*env)->DeleteLocalRef(env, clazz);
    return result;
}

6. JNI的规范

Android中JNI存在两种规范 : 一种是标准的JNI规范, 多在应用层使用; 另一种是Android中自定义的规范, 多使用在应用框架层;

-- JNI标准规范: 遵守JNI标准规函数命名方式, JNI中方法命名为 Java_包名_类名_方法名 , 可以使用javah生成签名头文件, 靠这种方式实现 Native方法 与 JNI方法之间的映射关系, 即应用直接与框架层进行交互, 这种规范常用与应用开发;

-- 函数注册规范 : 这是Android自定义的一种规范, 应用框架层采用该规范, 即应用框架层 与 框架层 进行交互, 底层源码开发多使用该规范;

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作者:万境绝尘

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