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JNI是Java Native Interface的缩写,译为Java本地接口。它允许Java代码和其他语言编写的代码进行交互。在android中提供JNI的方式,让Java程序可以调用C语言程序。android中很多Java类都具有native接口,这些接口由本地实现,然后注册到系统中。
主要的JNI代码放在以下的路径中:frameworks/base/core/jni/,这个路径中的内容被编译成库 libandroid_runtime.so,这是个普通的动态库,被放置在目标系统的/system/lib目录下。此外,android还有其他的 JNI库。JNI中的各个文件,实际上就是普通的C++源文件;在android中实现的JNI库,需要连接动态库 libnativehelper.so。
1,JNI的实现方式
实现JNI需要在Java源代码中声明,在C++代码中实现JNI的各种方法,并把这些方法注册到系统中。实现JNI的核心是 JNINativeMethod结构体。
typedef struct { const char* name; const char* signature; void* fnPtr;} JNINativeMethod;
第一个变量name是Java中JNI函数的名字,第二个变量signature用字符串描述函数参数和返回值,第三个变量fnPtr是JNI函数C指针。
在Java代码中,定义的函数由JNI实现时,需要指定函数为native。
2,在应用程序中使用JNI,可以通过代码中/development/samples/SimpleJNI来分析:
A,分析顶层 Android.mk文件
LOCAL_PACKAGE_NAME := SimpleJNI //生成PACKAGE的名字,在out/target/product/smdk6410/obj/APPS
LOCAL_JNI_SHARED_LIBRARIES := libsimplejni //生成JNI共享库的名字,在....smdk6410/obj/SHARED_LIBRARIES
include $(BUILD_PACKAGE) //以生成APK的方式编译
include $(call all-makefiles-under,$(LOCAL_PATH)) //调用下层makefile
B,分析 JNI目录下Android.mk文件
LOCAL_SRC_FILES:= / //JNI的C++源文件 native.cpp
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY) //以共享库方式编译
3,JNI的代码实现和调用
A,native.cpp内容
static jint add(JNIEnv *env, jobject thiz, jint a, jint b){} //定义JAVA方法add
static const char *classPathName = "com/example/android/simplejni/Native"; //目标JAVA类路径
static JNINativeMethod methods[] = { //本地实现方法列表 {"add", "(II)I", (void*)add }, };
static int registerNativeMethods(JNIEnv* env, const char* className, JNINativeMethod* gMethods, int numMethods){} //为调用的某个JAVA类注册本地JNI函数
static int registerNatives(JNIEnv* env){} //为当前平台注册所有类及JNI函数
jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) //为当前虚拟机平台注册本地JNI
以上三个从下到上依次调用
B,SimpleJNI.java 内容
package com.example.android.simplejni; //JAVA包,跟文件路径对应
import android.app.Activity; import android.os.Bundle; import android.widget.TextView; //需要包含的类,以便调用函数
public class SimpleJNI extends Activity { /** Called when the activity is first created. */ @Override public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); TextView tv = new TextView(this); int sum = Native.add(2, 3); //调用Native类的函数add,该add就是JNI函数,由CPP实现 tv.setText("2 + 3 = " + Integer.toString(sum)); setContentView(tv); //在屏幕上显示 }}
class Native { static { // The runtime will add "lib" on the front and ".o" on the end of // the name supplied to loadLibrary. System.loadLibrary("simplejni"); //载入由native.cpp生成的动态库,全名是lib+simplejni+.o }
static native int add(int a, int b); //声明动态库中实现的JNI函数add,供JAVA调用}
编译生成PACKAGE后,安装到MID上,运行即是2+3=5。
JNI 是Java Native Interface。Java Native Interface (JNI)标准成为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互操作。
下面就是我在 Android 环境中一个Test JNI 的代码。1. // TestNativeApi.java// Native程序,编译成jar包形式,被上层java应用调用。// static 函数中调用 android System.loadLibrary() 来调用 .so 库,// loadLibrary()会判断 .so库的类型,如果是jni库,则会调用 .so库中的 JNI_OnLoad()函数来注册jni interface.
package com.me.test;
import android.util.Log;
public final class TestNativeApi {
static { try { System.loadLibrary("itest_jni"); } catch (UnsatisfiedLinkError e) { Log.d("itest_jni", "itest jni library not found!"); } }
/** * This class is uninstantiable. */ private TestNativeApi() { // This space intentionally left blank. }
public native static int apiFunction();
}
// Android.mk for TestNativeApi.java// 通过函数 BUILD_JAVA_LIBRARY 编译成jar.
# Build com.me.test.jar# ============================================================
test_dirs := / ./test/java/com/me/test
test_src_files := $(call all-java-files-under,$(cm_dirs))
# ==== the library =========================================include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_SRC_FILES := $(test_src_files)
LOCAL_NO_STANDARD_LIBRARIES := trueLOCAL_JAVA_LIBRARIES := core framework
LOCAL_MODULE := com.me.test
include $(BUILD_JAVA_LIBRARY)
2.// TestInternalApi.cpp// JNI interface class, JNI_OnLoad()函数在.so被load的时候调用// JNI interface function中可以调用底层的 C++/C函数控制硬件等
#define LOG_TAG "itest_jni"
#include <utils/misc.h>#include <utils/Log.h>#include "jni.h"#include "JNIHelp.h"#include "android_runtime/AndroidRuntime.h"#include "scm_dbus_utils.h"#define INTERNALAPI_PKG_NAME "com/me/test/TestNativeApi"
using namespace android;
static jint test_TestInterAPI_Func(JNIEnv* env, jobject clazz)
{ jint ret = (jint)0;LOGD("call /"%s/"", __FUNCTION__);
return ret;}/*
* JNI registration. */static JNINativeMethod gTestInterApiMethods[] = {
{ "apiFunction", "()I", (void *)test_TestInterAPI_Func }};int register_com_me_test_TestInternalApiNative(JNIEnv *env)
{ return AndroidRuntime::registerNativeMethods(env, INTERNALAPI_PKG_NAME, gTestInterApiMethods, NELEM(gTestInterApiMethods));}jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
{ JNIEnv* env = NULL; jint result = -1;LOGD("TestInteralApi JNI loaded");
if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
LOGE("GetEnv failed"); goto bail; } assert(env != NULL);if (register_com_me_test_TestInternalApiNative(env) < 0) {
LOGE("TestInternalApi native registration failed"); goto bail; }result = JNI_VERSION_1_4;
bail:
return result;} // Android.mk for TestInternalApi.cpp// 通过函数 BUILD_SHARED_LIBRARY 编译成 .so .include $(CLEAR_VARS)
ifeq ($(TARGET_ARCH), arm)
LOCAL_CFLAGS += -DPACKED="__attribute__ ((packed))"else LOCAL_CFLAGS += -DPACKED=""endifLOCAL_SRC_FILES:= /
TestInternalApi.cppLOCAL_C_INCLUDES += /
$(JNI_H_INCLUDE)LOCAL_SHARED_LIBRARIES := /
libandroid_runtime / libnativehelper / libcutils / libutils / libdvmLOCAL_MODULE:= libitest_jni
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
endif
Android JNI 使用的数据结构JNINativeMethod详解
Andoird 中使用了一种不同传统Java JNI的方式来定义其native的函数。其中很重要的区别是Andorid使用了一种Java 和 C 函数的映射表数组,并在其中描述了函数的参数和返回值。这个数组的类型是JNINativeMethod,定义如下:
typedef struct { const char* name;const char* signature;void* fnPtr;} JNINativeMethod;
第一个变量name是Java中函数的名字。
第二个变量signature,用字符串是描述了函数的参数和返回值
第三个变量fnPtr是函数指针,指向C函数。
其中比较难以理解的是第二个参数,例如
"()V"
"(II)V"
"(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V"
实际上这些字符是与函数的参数类型一一对应的。
"()" 中的字符表示参数,后面的则代表返回值。例如"()V" 就表示void Func();
"(II)V" 表示 void Func(int, int);
具体的每一个字符的对应关系如下
字符 Java类型 C类型
V void voidZ jboolean booleanI jint intJ jlong longD jdouble doubleF jfloat floatB jbyte byteC jchar charS jshort short
数组则以"["开始,用两个字符表示
[I jintArray int[][F jfloatArray float[][B jbyteArray byte[][C jcharArray char[][S jshortArray short[][D jdoubleArray double[][J jlongArray long[][Z jbooleanArray boolean[]
上面的都是基本类型。如果Java函数的参数是class,则以"L"开头,以";"结尾中间是用"/" 隔开的包及类名。而其对应的C函数名的参数则为jobject. 一个例外是String类,其对应的类为jstring
Ljava/lang/String; String jstringLjava/net/Socket; Socket jobject
如果JAVA函数位于一个嵌入类,则用$作为类名间的分隔符。
例如 "(Ljava/lang/String;Landroid/os/FileUtils$FileStatus;)Z"
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