Android 中Java 和C/C++的相互调用方法

  在一些Android应用的开发中，需要通过JNI和 Android NDK工具实现JAVA和C/C++之间的相互调用。

       Java Native Interface (JNI)标准是java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI是本地编程接口，它使得在 Java 虚拟机 (VM)内部运行的 Java代码能够与用其它编程语言(如C、C++和汇编语言)编写的应用程序和库进行交互操作。

       由于Android的应用层的类都是以Java写的，这些Java类编译为Dex型式的Bytecode之后，必须靠Dalvik虚拟机(VM: Virtual Machine)来执行。在执行Java类的过程中，如果Java类需要与C组件沟通时，VM就会去载入C组件，然后让Java的函数顺利地调用到C组件的函数。此时，VM扮演着桥梁的角色，让Java与C组件能通过标准的JNI介面而相互沟通。

       在实际应用中这两者之间的调用关系可以归纳为以下四种方式:

             1.       在应用的JAVA代码中调用NDK中C/C++实现的函数。

             2.       在NDK开发中的C/C++代码调用应用中JAVA类的静态函数。

             3.       在NDK开发中的C/C++代码调用应用中JAVA类当前传入NDK中的实例的函数。

            4.       在NDK开发中的C/C++代码调用应用中JAVA类新建实例的函数。

 

下面我们就怎样在Eclipse中实现JNI编码和四种调用方式加以阐述。

 

一、在Eclipse中建立一个包含JNI开发的工程。

在这里我们不直接导入NDK中的hello-jni来说明JNI的使用方法。而是新建立一个工程，来说明怎样建立一个包含JNI的工程。

第一步：建立一个Andriod工程JniDemo,在该工程的根目录下建立一个叫jni的目录，在jni目录下建立一个叫Android.mk的文件，(当然你也可以从其他地方，比如ndk样例代码hello-jni中将里面的Android.mk复制过来修改)。 Android.mk里面的内容如下所示

LOCAL_PATH :=$(call my-dir)

include$(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE   := demo-jni

LOCAL_SRC_FILES := demo-jni.c

include$(BUILD_SHARED_LIBRARY)

关于这几句话的含义，在这里不再赘述。网上搜下，就可以很明白。

然后在jni目录下生成demo-jni.c文件。实现的接口的内容。

现在选中工程中的jni目录，点击鼠标右键，选Refresh，jni目录中的文件就显示在工程的jni目录下了。

第二步：设置jni的编译环境。选中工程中的根目录JniDemo，点击鼠标右键，选Properties。弹出对话框，选中列表中的Builders。如图一所示：

图一：JniDemo特性设置对话框

点击对话框右端的new按钮，弹出“Choose configuration type”对话框，如图二，选择Program,点击对话框下面的OK按钮。

图二：选择配置类型

现在我们打开了”Edit Configuration”对话框，在Name对应的文本框中输入名字JniBuilder(当然也可是你喜欢的其他名字).在Main选项下，在Location中输入cygwin系统中bash.exe的绝对路径。我这里是c:\cygwin\bin\bash.exe（c:\cygwin\为我的系统中cygwin的安装目录，这里要根据你的电脑中cygwin的安装目录来确定），在Working Directory中输入c:\cygwin\bin\.在Arguments中输入--login -c "cd /cygdrive/d/study/JniDemo && /cygdrive/d/android-ndk-r6b/ndk-build"。这里/cygdrive/d/study/JniDemo为工程根目录， /cygdrive/d/android-ndk-r6b为NDK的安装目录。这两个目录参数根据你的工程目录和ndk的安装目录而定。注意的是驱动器要采用cygwin的方式。(比如：Windows系统下的D：对应/cygdrive/d，其余类推)。设置结果如图三所示，然后点击 OK按钮即可。

图三：编辑JNI配置参数

 

二、演示四种调用方式

演示界面如图四所示，四个按钮分别测试四种调用方式。

图四：演示界面图

分别点击按钮Test1, Test2, Tes3, Test四的测试结果如图五、六、七、八所示。

图五：点击Test1的测试结果

图六：点击Test2的测试结果

图七：点击Test3的测试结果

 

图八：点击Test4的测试结果

 

Test1演示在应用中调用NDK中C/C++实现的函数。JAVA代码和C代码分别为：

JAVA 代码：

 Button btn01 = (Button)findViewById(R.id.Button01);
 btn01.setOnClickListener(new Button.OnClickListener()
 {
     publicvoid onClick(View v)
     {
         TextView tv = (TextView)findViewById(R.id.tv01);
         tv.setText(stringFromJNI());

         showMessage(JniDemoActivity.this,"JNI test1", stringFromJNI());
     }
 });

C代码：

 Jstring Java_study_jnidemo_JniDemoActivity_stringFromJNI( JNIEnv* env,jobject thiz )

 {
     return (*env)->NewStringUTF(env,"JniDemo, Hello from JNI!");
 }

l         Test2 静态调用。JAVA代码和C代码分别为：

JAVA 代码：

 // 测试C/C++中对JAVA函数的静态回调
 Button btn02 = (Button)findViewById(R.id.Button02);
 btn02.setOnClickListener(new Button.OnClickListener()
 {
     publicvoid onClick(View v)
     {
         int ret =jniStaticShowMessage(JniDemoActivity.this,"JNI test2","test static callback Message");
         TextView tv = (TextView)findViewById(R.id.tv01);
         if(ret == 0)
         {
            tv.setText("test JNI static callback successed");
         }
         else
         {
            tv.setText("test JNI static callback fialed");
         }
     }
 });

C代码：

 Jint Java_study_jnidemo_JniDemoActivity_jniStaticShowMessage(JNIEnv* env,

                         jobject thiz,jobject ctx, jstring strTitle, jstring strMessage)
 {
     jclass cls = (*env)->FindClass(env, "study/jnidemo/JniDemoActivity");
 //  jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, thiz);
     if(cls != NULL)
     {
        jmethodID id = (*env)->GetStaticMethodID(env, cls,"staticShowMessage",
             "(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I");
        if(id != NULL)
        {
       return (*env)->CallStaticIntMethod(env, cls, id, ctx, strTitle, strMessage);
        }
     }
     return 1;
 }

l         Test3 当前实例调用：JAVA代码和C代码分别为：

JAVA 代码：

 Button btn03 = (Button)findViewById(R.id.Button03);
 btn03.setOnClickListener(new Button.OnClickListener()
 {
     publicvoid onClick(View v)
     {
         strTest = " [message has changed now]";
         int ret = jniShowMessage(JniDemoActivity.this,"JNI test3","test callback in current instance");
         TextView tv = (TextView)findViewById(R.id.tv01);

         if(ret == 0)
         {
            tv.setText("test JNI callback successed");
         }
         else
         {
            tv.setText("test JNI callback fialed");
         }
     }
 });

C代码：

 Jint Java_study_jnidemo_JniDemoActivity_jniShowMessage(JNIEnv* env, jobject thiz,
        jobject ctx, jstring strTitle, jstring strMessage)

 {
     jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, thiz);
     if(cls != NULL)
     {
        jstring str;
        jmethodID strTest_id = (*env)->GetMethodID(env, cls, "getTestString","()Ljava/lang/String;");

        if(strTest_id != NULL)

        {
           str = (*env)->CallObjectMethod(env, thiz, strTest_id);
        }

        jmethodID showMessage_id = (*env)->GetMethodID(env, cls, "showMessage",
     "(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I");

        if(showMessage_id != NULL)
        {
           return (*env)->CallIntMethod(env, thiz, showMessage_id, ctx,
                  strTitle, combine_jstring(env, strMessage, str));
        }
     }
     return 1;
 }

l         Test4新建实例调用：JAVA代码和C代码分别为：

JAVA 代码：

 Button btn04 = (Button)findViewById(R.id.Button04);
 btn04.setOnClickListener(newButton.OnClickListener()
 {
     publicvoid onClick(View v)
     {
         strTest = " [message has changed now]";
         int ret = jniInstanceShowMessage(JniDemoActivity.this,
 JNI test4","test callback in new instance");
         TextView tv = (TextView)findViewById(R.id.tv01);

         if(ret == 0)
         {
            tv.setText("test JNI new instance successed");
         }
        else
         {
            tv.setText("test JNI new instance fialed");
         }
     }
 });

C代码：

 jint Java_study_jnidemo_JniDemoActivity_jniInstanceShowMessage(JNIEnv* env, jobject thiz,
        jobject ctx, jstring strTitle, jstring strMessage)
 {
     jclass cls = (*env)->FindClass(env, "study/jnidemo/JniDemoActivity");
     if(cls != NULL)
     {
        // get instance
        jmethodID constuctor_id = (*env)->GetMethodID(env, cls, "", "()V");
        if(constuctor_id != NULL)
        {
           jobject obj = (*env)->NewObject(env, cls, constuctor_id);
           if(obj != NULL)
           {
              jstring str;
              jmethodID strTest_id = (*env)->GetMethodID(env, cls, "getTestString","()Ljava/lang/String;");
              if(strTest_id != NULL)
              {
                  str = (*env)->CallObjectMethod(env, obj, strTest_id);
              }
              jmethodID showMessage_id = (*env)->GetMethodID(env, cls,"showMessage",
                     "(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I");
              if(showMessage_id != NULL)
              {
                  return (*env)->CallIntMethod(env, obj, showMessage_id, ctx,strTitle, combine_jstring(env, strMessage, str));
              }
           }
        }
     }
     return 1;
 }

Test1 和Test2都是常规的调用，在这里不做解释了。现在我们看看Test3和Test4的区别，在Test3中，strTest =" [message has changed now]" 在相应的代码中都做了赋值。但是在Test4中并没有改变，还是初始值。这是因为Test创建了一个新实例，和应用的JAVA代码中所赋值的实例并不是同一个。因此才出现了不同的结果。

 

附完整的JAVA和C代码

JAVAD代码： JniDemoActivity.java

 package study.jnidemo;

 import android.app.Activity;
 import android.app.AlertDialog;
 import android.os.Bundle;
 import android.widget.Button;
 import android.view.View;
 import android.widget.TextView;
 import android.content.Context;
 import android.content.DialogInterface;

 publicclass JniDemoActivityextends Activity {

     public StringstrTest =" [initial message]";

     /** Called when the activity is first created. */
     @Override
     publicvoid onCreate(Bundle savedInstanceState) {
         super.onCreate(savedInstanceState);
         setContentView(R.layout.main);

         findAndModifyButton();
     }

     public String getTestString()
     {
         returnstrTest;
     }

     // 测试JAVA的NDK调用
     publicnative String stringFromJNI();

     // 测试C/C++中对JAVA函数的静态回调
     publicnativestaticint jniStaticShowMessage(Context ctx, String strTitle, String strMessage);

     // 测试实例中C/C++中对JAVA类的函数的调用
     publicnativeint jniShowMessage(Context ctx, String strTitle, String strMessage);

     // 测试创建新实例C/C++对JAVA类的函数的调用
     publicnativeint jniInstanceShowMessage(Context ctx, String strTitle, String strMessage);

     static {
         System.loadLibrary("demo-jni");
     }

     staticint staticShowMessage(Context ctx, String strTitle, String strMessage)
     {
         AlertDialog.Builder builder = new AlertDialog.Builder(ctx);
         builder.setTitle(strTitle);
         builder.setMessage(strMessage);
         builder.setPositiveButton("确定",
          new DialogInterface.OnClickListener(){

                public void onClick(DialogInterface dialog,int whichButton){

                }
         });
         builder.show();
         return 0;

     }

     publicint showMessage(Context ctx, String strTitle, String strMessage)
     {
         returnstaticShowMessage(ctx, strTitle, strMessage);
     }

     privatevoid findAndModifyButton()
     {
         // 测试JAVA的NDK调用
         Button btn01 = (Button)findViewById(R.id.Button01);
         btn01.setOnClickListener(new Button.OnClickListener()
         {
                 publicvoid onClick(View v)
              {
                 TextView tv = (TextView)findViewById(R.id.tv01);
                 tv.setText(stringFromJNI());

                 showMessage(JniDemoActivity.this,"JNI test1", stringFromJNI());
             }
         });



         // 测试C/C++中对JAVA函数的静态回调
         Button btn02 = (Button)findViewById(R.id.Button02);
         btn02.setOnClickListener(new Button.OnClickListener()
         {

                 publicvoid onClick(View v)
              {
                 int ret =jniStaticShowMessage(JniDemoActivity.this,"JNI test2", "test static callback Message");
                 TextView tv = (TextView)findViewById(R.id.tv01);

                   if(ret == 0)
                 {
                     tv.setText("test JNI static callback successed");
                 }
                 else
                 {

                     tv.setText("test JNI static callback fialed");
                 }
                 }

     });


     // 测试实例中C/C++中对JAVA类的函数的调用
     Button btn03 = (Button)findViewById(R.id.Button03);
     btn03.setOnClickListener(new Button.OnClickListener()
     {
         publicvoid onClick(View v)
         {
             strTest = " [message has changed now]";
             int ret = jniShowMessage(JniDemoActivity.this,"JNI test3", "test callback in current instance");
             TextView tv = (TextView)findViewById(R.id.tv01);

            if(ret == 0)
             {
                tv.setText("test JNI callback successed");
             }
             else
             {
                tv.setText("test JNI callback fialed");
             }
         }
     });


     // 测试创建新实例C/C++对JAVA类的函数的调用
     Button btn04 = (Button)findViewById(R.id.Button04);
     btn04.setOnClickListener(new Button.OnClickListener()
     {
         publicvoid onClick(View v)
         {
             strTest = " [message has changed now]";
             int ret = jniInstanceShowMessage(JniDemoActivity.this,"JNI test4", "test callback in new instance");
             TextView tv = (TextView)findViewById(R.id.tv01);

             if(ret == 0)
             {
                tv.setText("test JNI new instance successed");
             }
             else
             {
                tv.setText("test JNI new instance fialed");
             }
         }
     });
     }

 }

 

C代码 demo-jni.cpp

 #include
 #include

 // 加载此动态库时系统自动首先加载
 jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void *reserved)
 {
     JNIEnv *env;
     if((*vm)->GetEnv(vm, (void**)&env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK)
     {
        return -1;
     }
     return JNI_VERSION_1_4;
 }

 jstring
 Java_study_jnidemo_JniDemoActivity_stringFromJNI( JNIEnv* env,jobject thiz )
 {
     return (*env)->NewStringUTF(env,"JniDemo, Hello from JNI!");
 }

 jstring
 combine_jstring(JNIEnv* env, jstring str1, jstring str2)
 {
     jboolean b_ret;
     constchar *s1 = (*env)->GetStringUTFChars(env, str1, &b_ret);
     constchar *s2 = (*env)->GetStringUTFChars(env, str2, &b_ret);
     int n1 = strlen(s1);
     int n2 = strlen(s2);
     char *new_str = (char *)malloc(n1+n2+1);
     memset(new_str, 0, n1+n2+1);
     strcat(new_str, s1);
     strcat(new_str, s2);
     jstring ret_str = (*env)->NewStringUTF(env,(constchar *)new_str);
     free(new_str);

     return ret_str;
 }

 jint
 Java_study_jnidemo_JniDemoActivity_jniStaticShowMessage(JNIEnv* env, jobject thiz,
        jobject ctx, jstring strTitle, jstring strMessage)
 {
     jclass cls = (*env)->FindClass(env, "study/jnidemo/JniDemoActivity");
 //  jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, thiz);
     if(cls != NULL)
     {
        jmethodID id = (*env)->GetStaticMethodID(env, cls,
              "staticShowMessage",
              "(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I");
        if(id != NULL)
        {
           return (*env)->CallStaticIntMethod(env, cls, id, ctx, strTitle, strMessage);
        }
     }
     return 1;
 }

 // 在当前已有的JAVA实例中调用
 jint
 Java_study_jnidemo_JniDemoActivity_jniShowMessage(JNIEnv* env, jobject thiz,
        jobject ctx, jstring strTitle, jstring strMessage)
 {
     jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, thiz);
     if(cls != NULL)
     {
        jstring str;
        jmethodID strTest_id = (*env)->GetMethodID(env, cls, "getTestString",
              "()Ljava/lang/String;");
        if(strTest_id != NULL)
        {
           str = (*env)->CallObjectMethod(env, thiz, strTest_id);
        }

         jmethodID showMessage_id = (*env)->GetMethodID(env, cls, "showMessage",
              "(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I");

        if(showMessage_id != NULL)
        {
           return (*env)->CallIntMethod(env, thiz, showMessage_id, ctx,
                  strTitle, combine_jstring(env, strMessage, str));
        }
     }
     return 1;
 }

 // 在新建JAVA实例中调用
 jint
 Java_study_jnidemo_JniDemoActivity_jniInstanceShowMessage(JNIEnv* env, jobject thiz,
        jobject ctx, jstring strTitle, jstring strMessage)
 {
     jclass cls = (*env)->FindClass(env, "study/jnidemo/JniDemoActivity");
     if(cls != NULL)
     {
        // get instance
        jmethodID constuctor_id = (*env)->GetMethodID(env, cls, "", "()V");
        if(constuctor_id != NULL)
        {
           jobject obj = (*env)->NewObject(env, cls, constuctor_id);
           if(obj != NULL)
           {
              jstring str;
              jmethodID strTest_id = (*env)->GetMethodID(env, cls,"getTestString",
                     "()Ljava/lang/String;");

              if(strTest_id != NULL)
              {
                  str = (*env)->CallObjectMethod(env, obj, strTest_id);
              }

              jmethodID showMessage_id = (*env)->GetMethodID(env, cls,"showMessage",
                     "(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I");
              if(showMessage_id != NULL)
              {
                  return (*env)->CallIntMethod(env, obj, showMessage_id, ctx,
                         strTitle, combine_jstring(env, strMessage, str));
              }
           }
        }
     }
     return 1;
 }

 

源代码下载地址：http://download.csdn.net/detail/seniorwizard/4394466