Android JNI笔记

C语言不跨平台：

ARMv5——armeabi 第5代、第6代的ARM处理器，早期的手机用的比较多
ARMv7 ——armeabi-v7a 第7代及以上的 ARM 处理器。2011年以后的生产的大部分Android设备都使用它。
ARMv8——arm64- v8a 第8代、64位ARM处理器，很少设备，三星 Galaxy S6是其中之一。
x86——x86 平板、模拟器用得比较多。
MIPS ——mips
MIPS64——mips64
x86_64——x86_64 64位的平板。

JNI的命名规则

JNIExport jstring JNICALL Java_com_example_hellojni_MainActivity_stringFromJNI( JNIEnv* env,jobject thiz ) 

函数例子：

jdouble Java_pkg_Cls_f__ILjava_lang_String_2 (JNIEnv *env, jobject obj, jint i, jstring s)
{
     const char *str = (*env)->GetStringUTFChars(env, s, 0); 
     (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, s, str); 
     return 10;
}

*env：一个接口指针, JNIEnv是一个线程相关的结构体，该结构体代表了Java在本线程的执行环境
obj：在本地方法中声明的对象引用
i和s：用于传递的参数

JNIEnv的作用
调用Java 函数：JNIEnv代表了Java执行环境，能够使用JNIEnv调用Java中的代码
操作Java代码：Java对象传入JNI层就是jobject对象，需要使用JNIEnv来操作这个Java对象

与JNIEnv相关的常用函数
创建Java中的对象

jobject NewObject(JNIEnv *env, jclass clazz,jmethodID methodID, ...)：
jobject NewObjectA(JNIEnv *env, jclass clazz,jmethodID methodID, const jvalue *args)：
jobject NewObjectV(JNIEnv *env, jclass clazz,jmethodID methodID, va_list args)：

创建Java类中的String对象

jstring NewString(JNIEnv *env, const jchar *unicodeChars,jsize len)：

创建类型为基本类型PrimitiveType的数组

ArrayType NewArray(JNIEnv *env, jsize length);
指定一个长度然后返回相应的Java基本类型的数组

创建类型为elementClass的数组

jobjectArray NewObjectArray(JNIEnv *env, jsize length,
jclass elementClass, jobject initialElement);

获取数组中某个位置的元素

jobject GetObjectArrayElement(JNIEnv *env, jobjectArray array, jsize index);

获取数组的长度

jsize GetArrayLength(JNIEnv *env, jarray array);

---

添加并编写Android.mk文件

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := ndkdemotest-jni

LOCAL_SRC_FILES := ndkdemotest.c

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

LOCAL_PATH := $(call my-dir)：每个Android.mk文件必须以定义开始。它用于在开发tree中查找源文件。宏my-dir则由Build System 提供。返回包含Android.mk目录路径。

include $(CLEAR_VARS) ：CLEAR_VARS变量由Build System提供。并指向一个指定的GNU Makefile，由它负责清理很多LOCAL_xxx。例如LOCAL_MODULE，LOCAL_SRC_FILES，LOCAL_STATIC_LIBRARIES等等。但不是清理LOCAL_PATH。这个清理是必须的，因为所有的编译控制文件由同一个GNU Make解析和执行，其变量是全局的。所以清理后才能便面相互影响。

LOCAL_MODULE := ndkdemotest-jni：LOCAL_MODULE模块必须定义，以表示Android.mk中的每一个模块。名字必须唯一且不包含空格。Build System 会自动添加适当的前缀和后缀。例如，demo，要生成动态库，则生成libdemo.so。但请注意：如果模块名字被定义为libabd，则生成libabc.so。不再添加前缀。

LOCAL_SRC_FILES := ndkdemotest.c：这行代码表示将要打包的C/C++源码。不必列出头文件，build System 会自动帮我们找出依赖文件。缺省的C++ 源码的扩展名为.cpp。

include (CLEAR_VARS)后的所有LOCAL_xxxxinx。并决定编译什么类型

BUILD_STATIC_LIBRARY：编译为静态库
BUILD_SHARED_LIBRARY：编译为动态库
BUILD_EXECUTABLE：编译为Native C 可执行程序
BUILD_PREBUILT：该模块已经预先编译

修改相应的配置文件

android {
    compileSdkVersion 26
    defaultConfig {

        ndk{
            moduleName "ndkdemotest-jni"
            abiFilters "armeabi", "armeabi-v7a", "x86"

        }
    }

        externalNativeBuild {
            ndkBuild {
                path 'src/main/jni/Android.mk'
            }
        }
        sourceSets.main {
            jni.srcDirs = []
            jniLibs.srcDirs = ['src/main/jniLibs']
        }
    }
}

通过CMake工具

build.gradle里面的代码:

android {
    defaultConfig {
        externalNativeBuild {
            cmake {
                cppFlags ""
            }
        }
    }
    externalNativeBuild {
        cmake {
            path "CMakeLists.txt"
        }
    }
}

defaultConfig外面的 externalNativeBuild - cmake，指明了 CMakeList.txt 的路径；
defaultConfig 里面的 externalNativeBuild - cmake，主要填写 CMake 的命令参数。即由 arguments 中的参数最后转化成一个可执行的 CMake 的命令，可以在 app/externalNativeBuild/cmake/debug/{abi}/cmake_build_command.txt中查到。

CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

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/native-lib.cpp )

find_library( # Sets the name of the path variable.
              log-lib

              # Specifies the name of the NDK library that
              # you want CMake to locate.
              log )


target_link_libraries( # Specifies the target library.
                       native-lib

                       # Links the target library to the log library
                       # included in the NDK.
                       ${log-lib} )

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)：指定CMake的最小版本
add_library：创建一个静态或者动态库，并提供其关联的源文件路径，开发者可以定义多个库，CMake会自动去构建它们。Gradle可以自动将它们打包进APK中。
第一个参数——native-lib：是库的名称
第二个参数——SHARED：是库的类别，是动态的还是静态的
第三个参数——src/main/cpp/native-lib.cpp：是库的源文件的路径

find_library：找到一个预编译的库，并作为一个变量保存起来。由于CMake在搜索库路径的时候会包含系统库，并且CMake会检查它自己之前编译的库的名字，所以开发者需要保证开发者自行添加的库的名字的独特性。
第一个参数——log-lib：设置路径变量的名称
第一个参数—— log：指定NDK库的名子，这样CMake就可以找到这个库

target_link_libraries：指定CMake链接到目标库。开发者可以链接多个库，比如开发者可以在此定义库的构建脚本，并且预编译第三方库或者系统库。
第一个参数——native-lib：指定的目标库
第一个参数——${log-lib}：将目标库链接到NDK中的日志库，

---

注册native函数

静态注册native函数

public class JniDemo1{
       static {
             System.loadLibrary("samplelib_jni");
        }

        private native void nativeMethod();
}

动态注册native函数

#include 
#include "Log4Android.h"
#include 
#include 

using namespace std;

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

static const char *className = "com/gebilaolitou/jnidemo/JNIDemo2";

static void sayHello(JNIEnv *env, jobject, jlong handle) {
    LOGI("JNI", "native: say hello ###");
}

static JNINativeMethod gJni_Methods_table[] = {
    {"sayHello", "(J)V", (void*)sayHello},
};

static int jniRegisterNativeMethods(JNIEnv* env, const char* className,
    const JNINativeMethod* gMethods, int numMethods)
{
    jclass clazz;

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

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

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

jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved){
    LOGI("JNI", "enter jni_onload");

    JNIEnv* env = NULL;
    jint result = -1;

    if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
        return result;
    }

    jniRegisterNativeMethods(env, className, gJni_Methods_table, sizeof(gJni_Methods_table) / sizeof(JNINativeMethod));

    return JNI_VERSION_1_4;
}

#ifdef __cplusplus
}
#endif

JNI中的签名

为什么JNI中突然多出了一个概念叫"签名"？
因为Java是支持函数重载的，也就是说，可以定义相同方法名，但是不同参数的方法，然后Java根据其不同的参数，找到其对应的实现的方法。这样是很好，所以说JNI肯定要支持的，那JNI要怎么支持那，如果仅仅是根据函数名，没有办法找到重载的函数的，所以为了解决这个问题，JNI就衍生了一个概念——"签名"，即将参数类型和返回值类型的组合。如果拥有一个该函数的签名信息和这个函数的函数名，我们就可以顺序的找到对应的Java层中的函数了。

如果查看类中的方法的签名

javap -s -p MainActivity.class

Compiled from "MainActivity.java"
public class com.example.hellojni.MainActivity extends android.app.Activity {
  static {};
    Signature: ()V

  public com.example.hellojni.MainActivity();
    Signature: ()V

  protected void onCreate(android.os.Bundle);
    Signature: (Landroid/os/Bundle;)V

  public boolean onCreateOptionsMenu(android.view.Menu);
    Signature: (Landroid/view/Menu;)Z

  public native java.lang.String stringFromJNI(); //native 方法
    Signature: ()Ljava/lang/String;  //签名

  public native int max(int, int); //native 方法
    Signature: (II)I    //签名
}

JNI规范定义的函数签名信息

Z boolean
B byte
C char
S short
I int
J long
F float
D double
V void
[签名 数组
[i int[]
[Ljava/lang/Object String[]

native代码反调用Java层代码

获取Class对象

jclass jcl_string=env->FindClass("java/lang/String");

获取属性方法

jfieldID GetFieldID(JNIEnv *env, jclass clazz, const char *name, const char *sig);
jmethodID GetMethodID(JNIEnv *env, jclass clazz, const char *name, const char *sig);
jfieldID GetStaticFieldID(JNIEnv *env, jclass clazz, const char *name, const char *sig);
jmethodID GetStaticMethodID(JNIEnv *env, jclass clazz,const char *name, const char *sig);

构造一个对象

jobject NewObject(jclass clazz, jmethodID methodID, ...)
jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "", "()V");
obj = (*env)->NewObject(env, cls, mid);