Android之JNI开发入门
JNI
what 什么是JNI
- JNI java native interface native本地 java本地接口
- 通过JNI可以实现java和本地代码之间相互调用
- jni可以看做是翻译 实际上就是一套协议
why 为什么要用JNI
- Java 一处编译到处运行
- ①java运行在虚拟机上 JNI可以扩展java虚拟机的能力 让java代码可以调用驱动
- ②java是解释型语言 运行效率相对较低 C/C++的效率要高很多 通过jni把耗时操作方法C/C++可以提高java运行效率
- ③ java代码编译成的.class 文件安全性较差, 可以通过jni 把重要的业务逻辑放到c/c++去实现,c/c++反编译比较困难 安全性较高
- C历史悠久 1972年C 通过JNI可以调用优秀的C开源类库
怎么用JNI
- java
- c/c++ 能看懂 会调用
- JNI开发流程 NDK native develop kit
警告!!!
写完之后一定要记得加载动态链接库
static {
System.loadLibrary("hello");
}
1.交叉编译
- 在一个平台上去编译另一个平台上可以执行的本地代码
- cpu平台 arm x86 mips
- 操作系统平台 Windows Linux max os
- 原理 模拟不同平台的特性去编译代码
2. jni开发工具
- ndk native develop kit
- ndk 目录
- docs 帮助文档
- platforms 好多平台版本文件夹 选择时选择项目支持的最小版本号对应的文件夹
- 每一个版本号的文件夹中放了 不同cpu架构的资源文件
- include文件夹 jni开发中常用的 .h头文件
- lib 文件夹 google打包好的 提供给开发者使用的 .so文件
- samples google官方提供的样例工程 可以参考进行开发
- android-ndk-r9d\build\tools linux系统下的批处理文件 在交叉编译时会自动调用
- ndk-build 交叉编译的命令
- cdt eclipse的插件 高亮C代码 C的代码提示
3. jni helloworld
- jni开发的步骤
1.写Java代码 声明本地方法,用到native关键字,本地方法不用去实现
2.项目根目录下创建jni文件夹
3.在jni文件夹下创建.c文件
* 本地函数命名规则:Java_包名_类名_本地方法名
* JNIENV* env JNIEnv 是JNINativeInterface这个结构体的一级指针
* JniNativeInterface这个结构体定义了大量的函数指针
* env 就是结构体JniNativeInterface这个结构体的二级指针
* `(*env)->`调用结构体中的函数指针
* 第二个参数jobject 调用本地函数的java对象就是这个jobject
jstring Java_com_xfhy_jnihelloworld_MainActivity_helloFromC(JNIEnv* env,jobject thiz){
char* str = "hello from c!";
//到jni.h中找到如下方法 jstring (*NewStringUTF)(JNIEnv*, const char*);
return (*env)->NewStringUTF(env,str);
}
函数中必须有2个形参:JNIEnv* env,jobject thiz;如果java中的native函数有形参的话,则需要把这些形参加在JNIEnv* env,jobject thiz这个2个形参之后.
4.导入
4. jni开发中的常见错误
- java.lang.UnsatisfiedLinkError: Native method not found: 本地方法没有找到
- 本地函数名写错
- 忘记加载.so文件 没有调用System.loadlibrary
findLibrary returned null
System.loadLibrary("libhello");加载动态链接库时 动态链接库名字写错平台类型错误 把只支持arm平台的.so文件部署到了 x86cpu的设备上
在jni目录下创建 Application.mk 在里面指定 APP_ABI := armeabi x86 APP_PLATFORM := android-14
javah 命令:生成java代码中本地方法名对应的C语言的函数名
使用方法:javah com.xfhy.jnihelloworld.MainActivity- jdk 1.7 项目 src目录下运行javah
- jdk 1.6 项目 bin目录下 classes文件夹
- javah native方法声明的java类的全类名
5.jni简便开发流程
- ① 写java代码 native 声明本地方法
- ② 添加本地支持 右键单击项目->andorid tools->add native surport
- 如果发现 finish不能点击需要给工作空间配置ndk目录的位置
- window->preferences->左侧选择android->ndk 把ndk解压的目录指定进来
- ③ 如果写的是.c的文件 先修改一下生成的.cpp文件的扩展名 不要忘了 相应修改Android.mk文件中LOCAL_SRC_FILES的值
- ④ javah生成头文件 在生成的头文件中拷贝c的函数名到.c的文件
- ⑤ 解决CDT插件报错的问题
- 右键单击项目选择 properties 选测 c/c++ general->paths and symbols->include选项卡下->点击add..->file system 选择ndk目录下 platforms文件夹 对应平台下(项目支持的最小版本)
usr 目录下 arch-arm -> include 确定后 会解决代码提示和报错的问题 - ⑥编写C函数 如果需要单独编译一下c代码就在c/c++视图中找到小锤子,点一下小锤子就编译了
- 如果想直接运行到模拟器上 就不用锤子了,直接右键run as,然后就自动编译了
⑦ java代码中不要忘了 System.loadlibrary();
static { System.loadLibrary("hello"); //加载动态链接库 }
6. Java向C传递一些基本的类型,处理
将一个jstring转换成一个c语言的char* 类型工具方法
char* _JString2CStr(JNIEnv* env, jstring jstr) {
char* rtn = NULL;
jclass clsstring = (*env)->FindClass(env, "java/lang/String");
jstring strencode = (*env)->NewStringUTF(env,"GB2312");
jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, clsstring, "getBytes", "(Ljava/lang/String;)[B");
jbyteArray barr = (jbyteArray)(*env)->CallObjectMethod(env, jstr, mid, strencode); // String .getByte("GB2312");
jsize alen = (*env)->GetArrayLength(env, barr);
jbyte* ba = (*env)->GetByteArrayElements(env, barr, JNI_FALSE);
if(alen > 0) {
rtn = (char*)malloc(alen+1); //"\0"
memcpy(rtn, ba, alen);
rtn[alen]=0;
}
(*env)->ReleaseByteArrayElements(env, barr, ba,0);
return rtn;
}
int类型
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_xfhy_javapassdata_JNI_add
(JNIEnv * env, jobject clazz, jint x, jint y){
return x+y; //直接返回x+y
}
String类型
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_xfhy_javapassdata_JNI_sayHelloInC
(JNIEnv *env, jobject clazz, jstring str){
//将jstring转换成char* 类型
char* cstr = _JString2CStr(env,str);
//调用C语言的strlen测量cstr字符串的长度
int length = strlen(cstr);
int i=0;
for(i=0; i<length; i++){
*(cstr+i) += 1; //将字符串+1
}
return (*env)->NewStringUTF(env,cstr); //将char* 类型转换成String类型返回
}
int[]类型
JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_xfhy_javapassdata_JNI_arrElementsIncrease
(JNIEnv *env, jobject clazz, jintArray jArray) {
//jsize (*GetArrayLength)(JNIEnv*, jarray); 返回数组长度
int length = (*env)->GetArrayLength(env,jArray);
//jint* (*GetIntArrayElements)(JNIEnv*, jintArray, jboolean*); 最后一个参数表示是否拷贝,可以不用传值
//返回int* 返回该数组的首地址 这样就可以直接通过该指针直接操作该数组了
int* cArray = (*env)->GetIntArrayElements(env,jArray,NULL);
int i;
for(i=0; i<length; i++) {
*(cArray+i) += 10;
}
return jArray; //直接将原数组返回(这时已经是修改过了的)
}
7.C代码中向logcat输出内容
1.Android.mk文件增加以下内容
LOCAL_LDLIBS += -llog
2.C代码中增加以下内容
#include <android/log.h>
#define LOG_TAG "xfhy"
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
- define C的宏定义 起别名 #define LOG_TAG “xfhy” 给”xfhy”起别名LOG_TAG
- #define LOGI(…) android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS),ANDROID_LOG_DEBUG表示优先级 debug ANDROID_LOG_INFO表示info 这些在log.h中可以看到
- 给 __android_log_print函数起别名 写死了前两个参数 第一个参数 优先级 第二个参数TAG
- VA_ARGS:是可变参数的固定写法
- LOGI(…)在调用的时候 用法跟printf()一样
8. C代码回调java方法
首先需要了解:
Java反射
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
//1.获取字节码对象
Class util = Utils.class;
try {
//2.获取Method对象 方法名,参数类型
Method method = util.getMethod("test", String.class);
//3.通过字节码对象创建一个Obejct
Object obj = util.newInstance();
//4.通过对象调用方法 对带有指定参数的指定对象调用由此 Method 对象表示的底层方法
method.invoke(obj, "hello");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public class Utils {
public void test(String string) {
System.out.println(string);
}
}
}
C代码回调java方法
- ① 找到字节码对象
- //jclass (FindClass)(JNIEnv, const char*);
- //第二个参数 要回调的java方法所在的类的路径 “com/itheima/callbackjava/JNI”
- ② 通过字节码对象找到方法对象
- //jmethodID (GetMethodID)(JNIEnv, jclass, const char*, const char*);
- 第二个参数 字节码对象 第三个参数 要反射调用的java方法名 第四个参数 要反射调用的java方法签名
- javap -s 要获取方法签名的类的全类名 项目/bin/classes 运行javap
- ③ 通过字节码创建 java对象(可选) 如果本地方法和要回调的java方法在同一个类里,可以直接用 jni传过来的java对象 调用创建的Method
- jobject obj =(*env)->AllocObject(env,claz);
- 当回调的方法跟本地方法不在一个类里 需要通过刚创建的字节码对象手动创建一个java对象
- 再通过这个对象来回调java的方法
- 需要注意的是 如果创建的是一个activity对象 回调的方法还包含上下文 这个方法行不通!!!回报空指针异常
④ 反射调用java方法
- //void (CallVoidMethod)(JNIEnv, jobject, jmethodID, …);
第二个参数 调用java方法的对象 第三个参数 要调用的jmethodID对象 可选的参数 调用方法时接收的参数
/* * Class: com_xfhy_callbackjava_JNI java里的类的完整路径 * Method: callbackvoidmethod java里面的方法名 * Signature: ()V 方法签名 */ JNIEXPORT void JNICALL Java_com_xfhy_callbackjava_JNI_callbackvoidmethod (JNIEnv *env, jobject clazz) { //1.找到字节码对象 //jclass (*FindClass)(JNIEnv*, const char*); //参数: env,需要反射的对象的全路径 jclass claz = (*env)->FindClass(env,"com/xfhy/callbackjava/JNI"); //2.通过字节码对象找到方法对象 //jmethodID (*GetMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*); //第二个参数 字节码对象 第三个参数 要反射调用的java方法名 第四个参数 要反射调用的java方法签名 //javap -s 要获取方法签名的类的全类名 项目/bin/classes 运行javap jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env,claz,"helloFromJava","()V"); //3.通过字节码创建java对象(可选),如果本地方法和要调用的java方法在同一个类里,可以直接用jni传过来的java对象,调用创建的Method //jobject obj =(*env)->AllocObject(env,claz); //* 当回调的方法跟本地方法不在一个类里 需要通过刚创建的字节码对象手动创建一个java对象 //* 再通过这个对象来回调java的方法 //* 需要注意的是, 如果创建的是一个activity对象, 回调的方法还包含上下文 ,这个方法行不通!!!回报空指针异常 //4.反射调用java方法 //void (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...); //第二个参数 调用java方法的对象 第三个参数 要调用的jmethodID对象 可选的参数 调用方法时接收的参数 (*env)->CallVoidMethod(env,clazz,methodID); }
9.c++ 开发JNI
C的预处理命令
- #开头的就是c/c++的预处理命令
- 在编译之前 先会走预编译阶段 预编译阶段的作用就是 把 include进来的头文件 copy到源文件中
- define这些宏定义 用真实的值替换一下
#if #else #endif该删除的删除掉
c++开发jni代码时
- env不再是结构体Jninativeinterface的二级指针
- _JNIEnv JNIEnv _JNIEnv 是C++的结构体 C++结构体跟C区别 C++的结构体可以定义函数
- env 是JNIEnv的一级指针 也就是结构体_JNIEnv的一级指针 env-> 来调用 结构体里的函数
- _JNIEnv的函数 实际上调用的就是结构体JNINativeInterface的同名函数指针
在调用时第一个参数 env已经传进去了
C++的函数要先声明再使用 可以把javah生成的头文件include进来作为函数的声明
- include的方法
<> "" "" - 如果用”” 来导入头文件 系统会先到 源代码所在的文件夹去找头文件 如果找不到再到系统指定的incude文件夹下找
- //用<> 直接到系统指定的include目录下去找
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