Android系统JNI的实现方式



Android系统JNI的实现方式

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    JNI(Java Native Interface)定义了一种Java代码调用C或者C++代码等其他代码的方式。

    在Android系统中，JNI通过JNINativeMethod结构体进行描述，该结构体定义于jni.h，如下所示：

typedef struct {
    const char* name;
    const char* signature;
    void*       fnPtr;
} JNINativeMethod;

    第一个参数name：是Java代码中的函数名。

    第二个参数signature：用于描述函数的参数和返回值。

    第三个参数fnPtr：C代码中函数的指针。

    其中，第二个参数为一个描述函数参数和返回值的字符串，字符串的格式如下：

        （XX..）X

    X的取值和定义如下所示：

字符	Java类型	C类型
V	void	void
Z	jboolean	unsigned char
B	jbyte	signed char
C	jchar	unsigned short
S	jshort	short
I	jint	int
J	jlong	long
F	jfloat	float
D	jdouble	double

    另外，从jni.h中对于变量类型的定义中也可以看到这些字符的意义，如下所示：

typedef unsigned char   jboolean;       /* unsigned 8 bits */
typedef signed char     jbyte;          /* signed 8 bits */
typedef unsigned short  jchar;          /* unsigned 16 bits */
typedef short           jshort;         /* signed 16 bits */
typedef int             jint;           /* signed 32 bits */
typedef long long       jlong;          /* signed 64 bits */
typedef float           jfloat;         /* 32-bit IEEE 754 */
typedef double          jdouble;        /* 64-bit IEEE 754 */

typedef union jvalue {
    jboolean    z;
    jbyte       b;
    jchar       c;
    jshort      s;
    jint        i;
    jlong       j;
    jfloat      f;
    jdouble     d;
    jobject     l;
} jvalue;

    例如，为一个驱动添加HAL层，并创建JNI层。仅就JNI层而言，创建frameworks/base/services/jni/com_android_server_DemoService.cpp文件，该文件中用于描述JNI接口的代码如下所示：

static const JNINativeMethod method_table[] = {
                {"init_native", "()I", (void*)demo_init},
                {"setVal_native", "(II)V", (void*)demo_setVal},
                {"getVal_native", "(I)I", (void*)demo_getVal},
        };

    其中“(II)V”,表示函数的有两个整形参数，返回值为void。

    注意：由参数二指定的函数参数和返回值类型一定要和C函数的参数和返回值保持一致，否则虽然编译能够通过，但在Android系统加载过程中，会报如下所示的错误，导致Android系统无法正常运行。

E/dalvikvm( 1737): ERROR: couldn't find native method
E/dalvikvm( 1737): Requested: Lcom/android/server/DemoService;.init_native:()Z
E/dalvikvm( 1737): Candidate: Lcom/android/server/DemoService;.init_native:()I
E/JNIHelp ( 1737): RegisterNatives failed for 'com/android/server/DemoService', aborting
F/libc    ( 1737): Fatal signal 11 (SIGSEGV) at 0xdeadbaad (code=1), thread 1737 (system_server)

    以上错误通发生在frameworks/base/services/jni/onload.cpp文件中的JNI_OnLoad（）函数中，如下所示：

extern "C" jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
{
    JNIEnv* env = NULL;
    jint result = -1;

    if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
        ALOGE("GetEnv failed!");
        return result;
    }
    ALOG_ASSERT(env, "Could not retrieve the env!");
    ……   
    register_android_server_DemoService(env);
    ……
    return JNI_VERSION_1_4;
}

    另外，ProGuard对程序的优化也可能导致上述运行错误的发生。此时，可以在makefile文件中添加“LOCAL_PROGUARD_ENABLED:=disabled”宏来关闭ProGuard的优化。    

    关于ProGuard，可以参考其官方网站：http://proguard.sourceforge.net/

ProGuard是一个免费的Java类文件压缩器、优化器、混淆器和预校验器。它会检测并删除没有用到的类、域、方法以及属性。它最大限度的优化字节码并且删除无用的指令。它用很短的没有意义的名字对剩余的类、域和方法进行重命名。最后，它对处理过的代码进行预校验。

ProGuard的一些用途如下：

A.为了更小的代码档案、更快的网络传输、更快的加载速度和更小的内存占用创建更紧凑的代码；

B.使程序和库难于进行反向工程；

C.列出死代码，这样就能将其删除；

D.为Java 6或更高的版本对存在的类文件进行重定位和预校验，以充分利用其快速加载类的性能。