田海立@CSDN 2012-1-20
本文讲述AndroidJava域与C域互操作:Java域调用c域的函数;c域访问Java域的属性和方法;c域生成的对象的保存与使用。重点讲解c域如何访问Java域。
虽然AndroidJNI实现中,c实现与c++实现是有所区别的,但行文中并未区分c还是c++。
0. Android中的JNI
Android的APP开发一般是用Java,用到的系统服务和操作系统相关的东西是用c写的。Java到c的访问,通过JNI(Java Native Interface),一般情况下的考虑是Java -> c,也有c -> Java的情形,这在Android中经常使用。
1. Java域调用c域的函数
通常JNI的使用:
1) Java中某个类的方法声明前加上native修饰;
2) 在c中实现该方法,并把实现该方法的c文件编译进动态库;
3) 在java中使用该方法前,用System.loadLibrary()装载。
4) 在步骤2中的c文件中定义JNI_OnLoad,并在其中通过JNIEnv:: RegisterNatives()把Java里声明的Java native方法与c中定义的实现函数关联起来。
其中的实现细节不是本文描述的重点,如有疑问可参阅其它文章。
C域中的实现函数的Signature中返回值应该与java中声明的原型一致;参数列表对比java中声明的原型前面多了两个参数:
JNIEnv *env 虚拟机运行的环境,通过它来使用JVM的各种方法。后面会经常用到;
jobject this 调用该函数的对象。
(当然这里所说的类型一致也是指的要对应,Java与c里的类型不是完全一致,在各自领域分别有其类型的表述,比如Java里的int类型,在JNI的c中就对应的是jint,诸如此类。详细对照表,Google之)
这样Java中native方法只是有声明并无实现,具体实现在c中进行,而Java中的该方法当然可以在Java中有访问权限的地方用到。
2. c域访问Java域
JNI一般的使用情形是Java -> c,也有c -> Java里的情形,在Android中还经常用到。
下面以Android中Camera的JNI实现讲解
android.hardware.Camera.java是Java类,其中包含了一些native方法;android_hardware_camera.cpp是JNI的cpp实现。
而图中,
fields_t是android_hardware_camera.cpp定义的一个结构体类型;
fields: fields_t是android_hardware_camera.cpp定义的一个fields_t型的变量;
android.hardware.Camera,Surface, Camera.CameraInfo都是Java中定义的类。
下面章节分别讲解,cpp(android_hardware_camera.cpp)中如何访问Java中的属性和方法。
2.1. c域访问Java域的属性
facing、orientation都是Camera.CameraInfo中的属性,类型是int型。
在注册native函数之前,c中就已经把Java域中的属性的jfieldID得到了。通过下列方法:
jclass clazz =env->FindClass("android/hardware/Camera$CameraInfo"); jfieldID field =env->GetFieldID(clazz, "facing", "I");
如果执行成功,把field保存到上面图中的fileds变量的facing: jfieldID中。
而用到时,看如何使用:
Java中调用android.hardware.Camera::getCameraInfo()会调到cpp中的android_hardware_Camera_getCameraInfo (JNIEnv *env, jobject thiz,jint cameraId, jobject info_obj)
参数中info_obj是Java中传进来的CameraInfo的对象。
Cpp函数实现中,
static voidandroid_hardware_Camera_getCameraInfo(JNIEnv *env, jobject thiz, jint cameraId, jobject info_obj) { CameraInfo cameraInfo; status_t rc =Camera::getCameraInfo(cameraId, &cameraInfo); // … env->SetIntField(info_obj, fields.facing,cameraInfo.facing); // … }Cpp中得到CameraInfo,然后通过env->SetIntField()设置到Java对象的属性中。
总结一下,c中如何访问Java对象的属性:
1) 通过JNIEnv::FindClass()找到对应的jclass;
2) 通过JNIEnv::GetFieldID()找到类中属性的jfieldID;
3) 通过JNIEnv::GetXyzField()/SetXyzField()获取或设置Java对象的属性。Xyz是属性的类型,可以是Int/Void/Boolean/Byte/Char/Short/Long/Float/Double/Object。
2.2. c域访问Java域的方法
c域访问Java域的方法的实现与访问属性类似,看android.hardware.Camera中的postEventFromNative()如何被cpp中调用。
在注册native函数之前,c中就已经把Java域中的方法的jmethodID得到了。通过下列方法:
jclass clazz =env->FindClass("android/hardware/Camera"); fields.post_event =env->GetStaticMethodID(clazz, "postEventFromNative", "(Ljava/lang/Object;IIILjava/lang/Object;)V");fileds.post_event保存了Java中postEventFromNative()的jmethodID。
而用到时,看如何使用:
在底层需要通知上层信息的时候会通过android.hardware.Camera::postEventFromNative()。
android_hardware_camera.cpp中,
JNIEnv *env =AndroidRuntime::getJNIEnv(); env->CallStaticVoidMethod(mCameraJClass,fields.post_event, mCameraJObjectWeak, msgType, ext1,ext2, NULL);Cpp中通过env->CallStaticVoidMethod()调用Java对象的方法。
总结一下,c中如何访问Java对象的属性:
1) 通过JNIEnv::FindClass()找到对应的jclass;
2) 通过JNIEnv::GetMethodID()/GetStaticMethodID()找到类中属性的jfieldID;
3) 通过JNIEnv::CallAbcMethod()/CallStaticAbcMethod()调用Java对象的方法。Abc是返回值类型,可以是Int/Void/Boolean/Byte/Char/Short/Long/Float/Double/Object,如果确有返回值,在参数中返回。
2.3. c域中创建Java域里的对象
c域中创建Java域里的对象是上节c域访问Java域的方法的特例,创建Java域的对象就是创建Java类的实例,再调用Java类的构造方法。
以Bitmap的构建为例,《Android图像处理之Bitmap类》中提到,Bitmap中并没有Java另外外部能访问的构造方法,所以它的实例化必然是在JNI的c中实现的。
BitmapFactory.java中提供了得到Bitmap的方法,时序简化为:
BitmapFactory.java ->BitmapFactory.cpp -> GraphicsJNI::createBitmap() [graphics.cpp]
GraphicsJNI::createBitmap()[graphics.cpp]的实现:
jobjectGraphicsJNI::createBitmap(JNIEnv* env, SkBitmap* bitmap, bool isMutable, jbyteArray ninepatch, intdensity) { SkASSERT(bitmap != NULL); SkASSERT(NULL != bitmap->pixelRef()); jobject obj =env->AllocObject(gBitmap_class); if (obj) { env->CallVoidMethod(obj,gBitmap_constructorMethodID, (jint)bitmap,isMutable, ninepatch, density); if (hasException(env)) { obj = NULL; } } return obj; }而gBitmap_class的得到是通过:
jclass c =env->FindClass("android/graphics/Bitmap"); gBitmap_class =(jclass)env->NewGlobalRef(c);gBitmap_constructorMethodID是Bitmap的构造方法(方法名用”<init>”)的jmethodID:
gBitmap_constructorMethodID= env->GetMethodID(gBitmap_class, "<init>", "(IZ[BI)V");总结一下,c中如何访问Java对象的属性:
1) 通过JNIEnv::FindClass()找到对应的jclass;
2) 通过JNIEnv::GetMethodID()找到类的构造方法的jfieldID;
3) 通过JNIEnv::AllocObject创建该类的对象;
4) 通过JNIEnv::CallVoidMethod()调用Java对象的构造方法。
3. c域生成的对象的保存与使用
c域中某次被调用生成的对象,在其他函数调用时是不可见的,虽然可以设置全局变量但那不是好的解决方式,Android中通常是在Java域中定义一个int型的变量,在c域生成对象的地方,与这个Java域的变量关联,在别的使用到的地方,在从这个变量中取值。
以JNICameraContext为例来说明:
JNICameraContext是android_hardware_camera.cpp中定义的类型,并会在cpp中生成对象,与Java中android.hardware.Camera的mNativeContext关联。
在注册native函数之前,c中就已经把Java域中的属性的jfieldID得到了。通过下列方法:
jclass clazz = env->FindClass("android/hardware/Camera "); jfieldID field = env->GetFieldID(clazz, " mNativeContext","I");如果执行成功,把field保存到上面图中的fileds变量的context:jfieldID中。
生成cpp对象时,通过JNIEnv::SetIntField()设置为Java对象的属性
static void android_hardware_Camera_native_setup(JNIEnv *env, jobjectthiz, jobject weak_this, jintcameraId) { // … // We use a weak reference sothe Camera object can be garbage collected. // The reference is only used asa proxy for callbacks. sp<JNICameraContext>context = new JNICameraContext(env, weak_this, clazz, camera); // … env->SetIntField(thiz,fields.context, (int)context.get()); }
JNICameraContext* context =reinterpret_cast<JNICameraContext*>(env->GetIntField(thiz, fields.context)); if (context != NULL) { // … }
1) 通过JNIEnv::FindClass()找到对应的jclass;
2) 通过JNIEnv::GetFieldID()找到类中属性的jfieldID;
3) 某个调用过程中,生成cpp对象时,通过JNIEnv::SetIntField()设置为Java对象的属性;
4) 另外的调用过程中,通过JNIEnv::GetIntField()获取Java对象的属性,再转化为真实的对象类型。
4. 总结
本文重点介绍了Android JNI中Java域与c++域之间如何相互操作。Java中调用c++的函数是常见的使用方式,在很多通常的文章中都有介绍,本文并未再详细讲解,而是针对c++域如何访问Java域的情形,结合Camera和Bitmap的实例,进行了详细的阐述。
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