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Android NDK开发:JNI实战篇

Android NDK开发:JNI实战篇

作者: cfanr | 来源:发表于2017-08-05 09:32 被阅读1447次

    注:原文地址

    紧接上篇:Android NDK开发:JNI基础篇 | cfanr,这篇主要介绍 JNI Native 层调用Java 层的代码(涉及JNI 数据类型映射和描述符的使用)和如何动态注册 JNI。

    1. Hello World NDK

    在开始实战练习前,你需要先大致了解运行一个 Hello World 的项目大概需要做什么,有哪些配置以及配置的具体意思。 Android Studio(2.2以上版本)提供两种方式编译原生库:CMake( 默认方式) 和 ndk-build。对于初学者可以先了解 CMake 的方式,另外,对于本文可以暂时不用了解 so 库如何编译和使用。

    一个 Hello World 的 NDK 项目很简单,按照流程新建一个 native 库工程就可以,由于太简单,而且网上也有很多教程,这里就没必要浪费时间再用图文介绍了。详细操作方法,可以参考这篇文章,AS2.2使用CMake方式进行JNI/NDK开发-于连林- CSDN博客

    列出项目中涉及 NDK 的内容或配置几点需要注意的地方:

    • .externalNativeBuild 文件是 CMake 编译好的文件,显示支持的各种硬件平台的信息,如 ARM、x86等;
    • cpp 文件是放置 native 文件的地方,名字可以修改成其他的(只要里面函数名字对应Java native 方法就好);
    • CMakeLists.txt,AS自动生成的 CMake 脚本配置文件
    # value of 3.4.0 or lower.
    
    # 1.指定cmake版本
    cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
    
    add_library( # Sets the name of the library. ——>2.生成函数库的名字,需要写到程序中的 so 库的名字
                 native-lib
    
                 # Sets the library as a shared library. 生成动态函数
                 SHARED
    
                 # Provides a relative path to your source file(s).
                 # Associated headers in the same location as their source
                 # file are automatically included.  ——> 依赖的cpp文件,每添加一个 C/C++文件都要添加到这里,不然不会被编译
                 src/main/cpp/native-lib.cpp
                 )
    
    find_library( # Sets the name of the path variable. 设置path变量的名称
                  log-lib
    
                  # Specifies the name of the NDK library that
                  # you want CMake to locate. #指定要查询库的名字
                  log )
    
    # Specifies libraries CMake should link to your target library. You
    # can link multiple libraries, such as libraries you define in the
    # build script, prebuilt third-party libraries, or system libraries.
    
    target_link_libraries( # Specifies the target library.  目标库, 和上面生成的函数库名字一致
                           native-lib
    
                           # Links the target library to the log library
                           # included in the NDK.  连接的库,根据log-lib变量对应liblog.so函数库
                           ${log-lib} )
    
    

    build.gradle 文件,注意两个 externalNativeBuild {}的配置

    apply plugin: 'com.android.application'
    
    android {
        compileSdkVersion 25
        buildToolsVersion "25.0.2"
        defaultConfig {
            applicationId "cn.cfanr.jnisample"
            minSdkVersion 15
            targetSdkVersion 25
            versionCode 1
            versionName "1.0"
            testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"
            externalNativeBuild {
                cmake {
                    cppFlags ""  //如果使用 C++11 标准,则改为 "-std=c++11"    
                    // 生成.so库的目标平台,使用的是genymotion模拟器,需要加上 x86
                    abiFilters "armeabi-v7a", "armeabi", "x86"       
                }
            }
        }
        buildTypes {
            release {
                minifyEnabled false
                proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
            }
        }
        externalNativeBuild {
            cmake {
                path "CMakeLists.txt"  //配置 CMake 文件的路径
            }
        }
    }
    

    local.properties 文件会多了 ndk 路径的配置

    ndk.dir=/Users/cfanr/Library/Android/sdk/ndk-bundle
    sdk.dir=/Users/cfanr/Library/Android/sdk
    

    MainActivity 调用 so 库

    public class MainActivity extends AppCompatActivity {
        // Used to load the 'native-lib' library on application startup.
        static {
            System.loadLibrary("native-lib");
        }
          //……
    }
    

    另外,还需要回顾上篇 JNI 基础篇-静态注册也提到 JNI 的函数命名规则:JNIEXPORT 返回值 JNICALL Java_全路径类名_方法名_参数签名(JNIEnv* , jclass, 其它参数);其中第二个参数,当 java native 方法是 static 时,为 jclass,当为非静态方法时,为 jobject,为了简单起见,下面的例子 JNI 函数都标记extern "C",函数名就不需要写参数签名了

    2. JNI 函数访问 Java 对象的变量

    注:以下练习中 Java native 方法都是非静态的
    步骤:

    • 1)通过env->GetObjectClass(jobject)获取Java 对象的 class 类,返回一个 jclass;
    • 2)调用env->GetFieldID(jclazz, fieldName, signature)得到该实例域(变量)的 id,即 jfieldID;如果变量是静态 static 的,则调用的方法为 GetStaticFieldID
    • 3)最后通过调用env->Get{type}Field(jobject, fieldId) 得到该变量的值。其中{type} 是变量的类型;如果变量是静态 static 的,则调用的方法是GetStatic{type}Field(jclass, fieldId),注意 static 的话, 是使用 jclass 作为参数;

    2.1 访问某个变量,并通过某个方法对其处理后返回

    native方法定义和调用

    public int num = 10;
    public native int addNum();
    
    FieldJni fieldJni = new FieldJni();
    Log.e(TAG, "调用前:num = " + fieldJni.num);
    Log.e(TAG, "调用后:" + fieldJni.addNum());
    

    C++层:

    extern "C"
    JNIEXPORT jint JNICALL
    Java_cn_cfanr_jnisample_FieldJni_addNum(JNIEnv *env, jobject jobj) {
        //获取实例对应的 class
        jclass jclazz = env->GetObjectClass(jobj);
        //通过class获取相应的变量的 field id
        jfieldID fid = env->GetFieldID(jclazz, "num", "I");
        //通过 field id 获取对应的值
        jint num = env->GetIntField(jobj, fid);  //注意,不是用 jclazz, 使用 jobj
        num++;
        return num;
    }
    

    输出结果:

    MainActivity: 调用前:num = 10
    MainActivity: 调用后:11
    

    由于 jclass 也是继承 jobject,所以使用 GetIntField 时不要混淆两个参数

    2.2 访问一个 static 变量,并对其修改

    native方法定义和调用

    public static String name = "cfanr";
    public native void accessStaticField();
    //调用
    Log.e(TAG, "调用前:name = " + fieldJni.name);
    fieldJni.accessStaticField();
    Log.e(TAG, "调用后:" + fieldJni.name);
    

    C++代码:

    extern "C"
    JNIEXPORT void JNICALL
    Java_cn_cfanr_jnisample_FieldJni_accessStaticField(JNIEnv *env, jobject jobj) {
        jclass jclazz = env->GetObjectClass(jobj);
        jfieldID fid = env->GetStaticFieldID(jclazz, "name", "Ljava/lang/String;");  //注意是用GetStaticFieldID,不是GetFieldID
        jstring name = (jstring) env->GetStaticObjectField(jclazz, fid);
        const char* str = env->GetStringUTFChars(name, JNI_FALSE);
        /*
         * 不要用 == 比较字符串
         * name == (jstring) "cfanr"
         * 或用 = 直接赋值
         * name = (jstring) "navy"
         * 警告:warning: result of comparison against a string literal is unspecified (use strncmp instead) [-Wstring-compare]
         */
        char ch[30] = "hello, ";
        strcat(ch, str);
        jstring new_str = env->NewStringUTF(ch);
        // 将jstring类型的变量,设置到java
        env->SetStaticObjectField(jclazz, fid, new_str);
    }
    

    输出结果:

    MainActivity: 调用前:name = cfanr
    MainActivity: 调用后:hello, cfanr
    

    需要注意的是,获取 java 静态变量,都是调用 JNI 相应静态的函数,不能调用非静态的,同时留意传入的参数是 jclass,而不是 jobject

    2.3 访问一个 private 变量,并对其修改

    native方法定义和调用

    private int age = 21;
    public native void accessPrivateField();
    public int getAge() {
        return age;
    }
    //调用
    Log.e(TAG, "调用前:age = " + fieldJni.getAge());
    fieldJni.accessPrivateField();
    Log.e(TAG, "调用后:age = " + fieldJni.getAge());
    

    C++:

    extern "C"
    JNIEXPORT void JNICALL
    Java_cn_cfanr_jnisample_FieldJni_accessPrivateField(JNIEnv *env, jobject jobj) {
        jclass clazz = env->GetObjectClass(jobj);
    
        jfieldID fid = env->GetFieldID(clazz, "age", "I");
    
        jint age = env->GetIntField(jobj, fid);
    
        if(age > 18) {
            age = 18;
        } else {
            age--;
        }
        env->SetIntField(jobj, fid, age);
    }
    

    输出结果:

    MainActivity: 调用前:age = 21
    MainActivity: 调用后:age = 18
    

    3. JNI 函数调用 Java 对象的方法

    步骤:(和访问 Java 对象的变量有点类型)

    • 1)通过env->GetObjectClass(jobject)获取Java 对象的 class 类,返回一个 jclass;
    • 2)通过env->GetMethodID(jclass, methodName, sign)获取到 Java 对象的方法 Id,即 jmethodID,当获取的方法是 static 的时,使用GetStaticMethodID;
    • 3)通过 JNI 函数env->Call{type}Method(jobject, jmethod, param...)实现调用 Java的方法;若调用的是 static 方法,则使用CallStatic{type}Method(jclass, jmethod, param...),使用的是 jclass

    3.1 调用 Java 公有方法

    native方法定义和调用

          private String sex = "female";
        public void setSex(String sex) {
            this.sex = sex;
        }
        public String getSex(){
            return sex;
        }
        public native void accessPublicMethod();
        //调用
        MethodJni methodJni = new MethodJni();
        Log.e(TAG, "调用前:getSex() = " + methodJni.getSex());
        methodJni.accessPublicMethod();
        Log.e(TAG, "调用后:getSex() = " + methodJni.getSex());
    

    C++

    extern "C"
    JNIEXPORT void JNICALL
    Java_cn_cfanr_jnisample_MethodJni_accessPublicMethod(JNIEnv *env, jobject jobj) {
        //1.获取对应 class 的实体类
        jclass jclazz = env->GetObjectClass(jobj);
        //2.获取方法的 id
        jmethodID mid = env->GetMethodID(jclazz, "setSex", "(Ljava/lang/String;)V");
        //3.字符数组转换为字符串
        char c[10] = "male";
        jstring jsex = env->NewStringUTF(c);
        //4.通过该 class 调用对应的 public 方法
        env->CallVoidMethod(jobj, mid, jsex);
    }
    

    结果:

    MainActivity: 调用前:getSex() = female
    MainActivity: 调用后:getSex() = male
    

    调用 java private 方法也是类似, Java 的访问域修饰符对 C++无效

    3.2 调用 Java 静态方法

    native方法定义和调用

        private static int height = 170;
        public static int getHeight() {
            return height;
        }
        public native int accessStaticMethod();
        //调用
        Log.e(TAG, "调用静态方法:getHeight() = " + methodJni.accessStaticMethod());
    

    C++

    extern "C"
    JNIEXPORT jint JNICALL
    Java_cn_cfanr_jnisample_MethodJni_accessStaticMethod(JNIEnv *env, jobject jobj) {
        //1.获取对应 class 实体类
        jclass jclazz = env->GetObjectClass(jobj);
        //2.通过 class 类找到对应的方法 id
        jmethodID mid = env->GetStaticMethodID(jclazz, "getHeight", "()I");  //注意静态方法是调用GetStaticMethodID, 不是GetMethodID
        //3.通过 class 调用对应的静态方法
        return env->CallStaticIntMethod(jclazz, mid);
    }
    

    输出结果:
    MainActivity: 调用静态方法:getHeight() = 170

    注意调用的静态方法要一致。

    3.3 调用 Java 父类方法

    native方法定义和调用

    public class SuperJni {
    
        public String hello(String name) {
            return "welcome to JNI world, " + name;
        }
    }
    public class MethodJni extends SuperJni{
        public native String accessSuperMethod();
    }
    //调用
    Log.e(TAG, "调用父类方法:hello(name) = " + methodJni.accessSuperMethod());
    

    C++

    extern "C"
    JNIEXPORT jstring JNICALL
    Java_cn_cfanr_jnisample_MethodJni_accessSuperMethod(JNIEnv *env, jobject jobj) {
        //1.通过反射获取 class 实体类
        jclass jclazz = env-> FindClass("cn/cfanr/jnisample/SuperJni");  //注意 FindClass 不要 L和;
        if(jclazz == NULL) {
            char c[10] = "error";
            return env->NewStringUTF(c);
        }
        //通过 class 找到对应的方法 id
        jmethodID mid = env->GetMethodID(jclazz, "hello", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;");
        char ch[10] = "cfanr";
        jstring jstr = env->NewStringUTF(ch);
        return (jstring) env->CallNonvirtualObjectMethod(jobj, jclazz, mid, jstr);
    }
    

    注意两点不同的地方,

    • 获取的是父类的方法,所以不能通过GetObjectClass获取,需要通过反射 FindClass 获取;
    • 调用父类的方法是 CallNonvirtual{type}Method 函数。Nonvirtual是非虚拟函数

    4. Java 方法传递参数给 JNI 函数

    native 方法既可以传递基本类型参数给 JNI(可以不经过转换直接使用),也可以传递复杂的类型(需要转换为 C/C++ 的数据结构才能使用),如数组,String 或自定义的类等。
    基础类型,这里就不举例子了,详细可以看 GitHub 上的源码: AndroidTrainingDemo/JNISample
    要用到的 JNI 函数:

    • 获取数组长度:GetArrayLength(j{type}Array),type 为基础类型;
    • 数组转换为对应类型的指针:Get{type}ArrayElements(jarr, 0)
    • 获取构造函数的 jmethodID 时,仍然是用env->GetMethodID(jclass, methodName, sign)获取,方法 name 是<init>;
    • 通过构造函数 new 一个 jobject,env->NewObject(jclass, constructorMethodID, param...),无参构造函数 param 则为空

    4.1 数组参数的传递

    计算整型数组参数的和
    native方法定义和调用

    public native int intArrayMethod(int[] arr);
    //调用
    ParamsJni paramsJni = new ParamsJni();
    Log.e(TAG, "intArrayMethod: " + paramsJni.intArrayMethod(new int[]{4, 9, 10, 16})+"");
    

    C++

    extern "C"
    JNIEXPORT jint JNICALL
    Java_cn_cfanr_jnisample_ParamsJni_intArrayMethod(JNIEnv *env, jobject jobj, jintArray arr_) {
        jint len = 0, sum = 0;
        jint *arr = env->GetIntArrayElements(arr_, 0);
        len = env->GetArrayLength(arr_);
        //由于一些版本不兼容,i不定义在for循环中
        jint i=0;
        for(; i < len; i++) {
            sum += arr[i];
        }
        env->ReleaseIntArrayElements(arr_, arr, 0);  //释放内存
        return sum;
    }
    

    输出结果:
    MainActivity: intArrayMethod: 39

    4.2 自定义对象参数的传递

    Person 定义,native方法定义和调用

    public class Person {
        private String name;
        private int age;
    
        public Person() {
        }
    
        public Person(int age, String name) {
            this.age = age;
            this.name = name;
        }
    
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        public int getAge() {
            return age;
        }
    
        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "Person :{ name: "+name+", age: "+age+"}";
        }
    }
    
    //传递复杂对象person,再jni函数中新构造一个person传回java层输出
    public native Person objectMethod(Person person);
    //调用
    Log.e(TAG, "objectMethod: " + paramsJni.objectMethod(new Person()).toString() + "");
    

    C++:

    extern "C"
    JNIEXPORT jobject JNICALL
    Java_cn_cfanr_jnisample_ParamsJni_objectMethod(JNIEnv *env, jobject jobj, jobject person) {
        jclass clazz = env->GetObjectClass(person);  //注意是用 person,不是 jobj
    //    jclass jclazz = env->FindClass("cn/cfanr/jnisample/model/Person;");  //或者通过反射获取
        if(clazz == NULL) {
            return env->NewStringUTF("cannot find class");
        }
        //获取方法 id
        jmethodID constructorMid = env->GetMethodID(clazz, "<init>", "(ILjava/lang/String;)V");
        if(constructorMid == NULL) {
            return env->NewStringUTF("not find constructor method");
        }
        jstring name = env->NewStringUTF("cfanr");
    
        return env->NewObject(clazz, constructorMid, 21, name);
    }
    

    输出结果
    MainActivity: objectMethod: Person :{ name: cfanr, age: 21}

    注意:传递对象时,获取的 jclass 是获取该参数对象的 jobject 获取,而不是第二个参数(定义该 native 方法的对象)取;

    4.3 自定义对象的集合参数的传递

    native方法定义和调用

    public native ArrayList<Person> personArrayListMethod(ArrayList<Person> persons);
    //调用
    ArrayList<Person> personList = new ArrayList<>();
    Person person;
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        person = new Person();
        person.setName("cfanr");
        person.setAge(10 + i);
        personList.add(person);
    }
    Log.e(TAG, "调用前:java list = " + personList.toString());
    Log.e(TAG, "调用后:jni list  = " + paramsJni.personArrayListMethod(personList).toString());
    

    C++

    extern "C"
    JNIEXPORT jobject JNICALL
    Java_cn_cfanr_jnisample_ParamsJni_personArrayListMethod(JNIEnv *env, jobject jobj, jobject persons) {
        //通过参数获取 ArrayList 对象的 class
        jclass clazz = env->GetObjectClass(persons);
        if(clazz == NULL) {
            return env->NewStringUTF("not find class");
        }
        //获取 ArrayList 无参数的构造函数
        jmethodID constructorMid = env->GetMethodID(clazz, "<init>", "()V");
        if(constructorMid == NULL) {
            return env->NewStringUTF("not find constructor method");
        }
        //new一个 ArrayList 对象
        jobject arrayList = env->NewObject(clazz, constructorMid);
        //获取 ArrayList 的 add 方法的id
        jmethodID addMid = env->GetMethodID(clazz, "add", "(Ljava/lang/Object;)Z");
    
        //获取 Person 类的 class
        jclass personCls = env->FindClass("cn/cfanr/jnisample/model/Person");
        //获取 Person 的构造函数的 id
        jmethodID personMid = env->GetMethodID(personCls, "<init>", "(ILjava/lang/String;)V");
    
        jint i=0;
        for(; i < 3; i++) {
            jstring name = env->NewStringUTF("Native");
            jobject person = env->NewObject(personCls, personMid, 18 +i, name);
            //添加 person 到 ArrayList
            env->CallBooleanMethod(arrayList, addMid, person);
        }
        return arrayList;
    }
    

    输出结果:

    MainActivity: 调用前:java list = [Person :{ name: cfanr, age: 10}, Person :{ name: cfanr, age: 11}, Person :{ name: cfanr, age: 12}]
    MainActivity: 调用后:jni list  = [Person :{ name: Native, age: 18}, Person :{ name: Native, age: 19}, Person :{ name: Native, age: 20}]
    

    复杂的集合参数也是需要通过获取集合的 class 和对应的方法来调用实现的

    5. JNI 函数的字符串处理

    • 访问字符串函数

    其中 isCopy 是取值为JNI_TRUE和JNI_FALSE(或者1,0),值为JNI_TRUE,表示返回JVM内部源字符串的一份拷贝,并为新产生的字符串分配内存空间。如果值为JNI_FALSE,表示返回JVM内部源字符串的指针,意味着可以通过指针修改源字符串的内容,不推荐这么做,因为这样做就打破了Java字符串不能修改的规定;Java默认使用Unicode编码,而C/C++默认使用UTF编码,所以在本地代码中操作字符串的时候,必须使用合适的JNI函数把jstring转换成C风格的字符串
    - UTF-8字符:const char* GetStringUTFChars(jstring string, jboolean* isCopy)
    - Unicode字符:const jchar* GetStringChars(jstring string, jboolean* isCopy)

    • 释放字符串内存
      • UTF-8字符: void ReleaseStringUTFChars(jstring string, const char* utf)
      • Unicode 字符: void ReleaseStringChars(jstring string, const jchar* chars)
    • 创建 String 对象,UTF-8: NewStringUTF,Unicode: NewString
    • 取char*的长度,UTF-8: GetStringUTFLength,Unicode: GetStringLength
    • GetStringRegion和GetStringUTFRegion:分别表示获取Unicode和UTF-8编码字符串指定范围内的内容。这对函数会把源字符串复制到一个预先分配的缓冲区内。GetStringUTFRegion与 GetStringUTFChars 比较相似,不同的是,GetStringUTFRegion 内部不分配内存,不会抛出内存溢出异常。

    代码示例就不写了,其他详细可参考:
    JNI开发之旅(9)JNI函数字符串处理 - 猫的阁楼 - CSDN博客
    JNI/NDK开发指南(四)——字符串处理 - 技术改变生活- CSDN博客

    6. 动态注册 JNI

    学了上面的练习,发现静态注册的方式还是挺麻烦的,生成的 JNI 函数名太长,文件、类名、变量或方法重构时,需要重新修改头文件或 C/C++ 内容代码(而且还是各个函数都要修改,没有一个统一的地方),动态注册 JNI 的方法就可以解决这个问题。

    由上篇回顾下,Android NDK开发:JNI基础篇 | cfanr
    动态注册 JNI 的原理:直接告诉 native 方法其在JNI 中对应函数的指针。通过使用 JNINativeMethod 结构来保存 Java native 方法和 JNI 函数关联关系,步骤:

    • 先编写 Java 的 native 方法;
    • 编写 JNI 函数的实现(函数名可以随便命名);
    • 利用结构体 JNINativeMethod 保存Java native方法和 JNI函数的对应关系;
    • 利用registerNatives(JNIEnv* env)注册类的所有本地方法;
    • 在 JNI_OnLoad 方法中调用注册方法;
    • 在Java中通过System.loadLibrary加载完JNI动态库之后,会自动调用JNI_OnLoad函数,完成动态注册;

    代码实例:
    native 方法和调用:

    public class DynamicRegisterJni {
        public native String getStringFromCpp();
    }
    //调用
    String hello = new DynamicRegisterJni().getStringFromCpp();
    Log.e(TAG, hello);
    

    C++动态注册 JNI 代码:

    #include <jni.h>
    #include "android/log.h"
    #include <stdio.h>
    #include <string>
    
    #ifndef LOG_TAG
    #define LOG_TAG "JNI_LOG" //Log 的 tag 名字
    //定义各种类型 Log 的函数别名
    #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 LOGW(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_WARN,LOG_TAG ,__VA_ARGS__)
    #define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,LOG_TAG ,__VA_ARGS__)
    #define LOGF(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_FATAL,LOG_TAG ,__VA_ARGS__)
    #endif
    
    #ifdef __cplusplus
    extern "C" {
    #endif
    //定义类名
    static const char *className = "cn/cfanr/jnisample/DynamicRegisterJni";
    
    //定义对应Java native方法的 C++ 函数,函数名可以随意命名
    static jstring sayHello(JNIEnv *env, jobject) {
        LOGI("hello, this is native log.");
        const char* hello = "Hello from C++.";
        return env->NewStringUTF(hello);
    }
    
    /*
     * 定义函数映射表(是一个数组,可以同时定义多个函数的映射)
     * 参数1:Java 方法名
     * 参数2:方法描述符,也就是签名
     * 参数3:C++定义对应 Java native方法的函数名
     */
    static JNINativeMethod jni_Methods_table[] = {
            {"getStringFromCpp", "()Ljava/lang/String;", (void *) sayHello},
    };
    
    //根据函数映射表注册函数
    static int registerNativeMethods(JNIEnv *env, const char *className,
                                        const JNINativeMethod *gMethods, int numMethods) {
        jclass clazz;
        LOGI("Registering %s natives\n", className);
        clazz = (env)->FindClass(className);
        if (clazz == NULL) {
            LOGE("Native registration unable to find class '%s'\n", className);
            return JNI_ERR;
        }
    
        if ((env)->RegisterNatives(clazz, gMethods, numMethods) < 0) {
            LOGE("Register natives failed for '%s'\n", className);
            return JNI_ERR;
        }
        //删除本地引用
        (env)->DeleteLocalRef(clazz);
        return JNI_OK;
    }
    
    jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved) {
        LOGI("call JNI_OnLoad");
    
        JNIEnv *env = NULL;
    
        if (vm->GetEnv((void **) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {  //判断 JNI 版本是否为JNI_VERSION_1_4
            return JNI_EVERSION;
        }
    
        registerNativeMethods(env, className, jni_Methods_table, sizeof(jni_Methods_table) / sizeof(JNINativeMethod));
    
        return JNI_VERSION_1_4;
    }
    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif
    

    输出结果:

    JNI_LOG: call JNI_OnLoad
    JNI_LOG: Registering cn/cfanr/jnisample/DynamicRegisterJni natives
    JNI_LOG: hello, this is native log.
    MainActivity: Hello from C++.
    

    上面代码涉及到 JNI 调用 Android 的 Log,只需要引入#include "android/log.h"头文件和对函数别名命名即可。其他具体说明见上面代码。

    实际开发中可以采取动态和静态注册结合的方式,写一个Java 的 native 方法完成调用动态注册的代码,大概代码如下:

    static {
       System.loadLibrary("native-lib");
        registerNatives();
    }
    private static native void registerNatives();
    

    C++

    JNIEXPORT void JNICALL Java_com_zhixin_jni_JniSample_registerNatives
    (JNIEnv *env, jclass clazz){
         (env)->RegisterNatives(clazz, gJni_Methods_table, sizeof(gJni_Methods_table) / sizeof(JNINativeMethod));
    }
    

    7. 小结

    虽然都是按照网上的例子做的练习记录,但还是遇到不少小问题的,不过只要仔细查找,也比较容易发现问题的所在,以前觉得 JNI 挺难懂的,但这次练习下来,觉得 JNI 也只不过是一套语法规则而已,按照规则去实现代码也不算特别难,当然这只是 JNI 的一小部分内容,JNI 还有很多内容,如反射、异常处理、多线程、NIO 等。虽然这次练习比较简单,但建议还是自己亲自敲一遍代码,在练习中发现问题,并解决,以后遇到同类型的问题也比较容易解决。

    注意一些报错的问题:

    • 如果没加 extern “C” 或者 没将 C/C++ 文件配置到 CMake 文件上,可能会报java.lang.UnsatisfiedLinkError: Native method not found: xxx错误
    • 一般报java.lang.NoSuchMethodError: no method with xxx错误,可能是因为 class 和方法不对应,env->GetObjectClass( jobject jobj)这里用错了对象
    • java.lang.NoClassDefFoundError,可能是类名写错找不到类;

    本文完整代码可以到 GitHub 查看源码: AndroidTrainingDemo/JNISample

    参考资料:
    专栏:JNI开发之旅 -猫的阁楼- CSDN博客
    Andoid NDK编程1- 动态注册native函数 // Coding Life
    Android Stuido Ndk-Jni 开发:Jni中打印log信息 - 简书

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      网友评论

      • 蜗牛爱爬行:博主很用心的文章,阅读过最优秀的关于NDK方面的文章了!
        蜗牛爱爬行:@cfanr 怎么会过誉呢,真的好
        cfanr:过誉了:joy:
      • fb5fbf432e63:是不是不学c++就搞不出jni了
        cfanr:@心若浅沙 那你需要先了解清楚 JNI 的一些基础,比如描述符和数据类型映射,可以参照上一篇JNI 基础篇 http://www.jianshu.com/p/ac00d59993aa 看下。另外,编写 JNI 层的逻辑还是需要学习下 C/C++ 的基础的
        fb5fbf432e63:@cfanr 我把github 做高斯模糊的C++代码拷贝过来 发现要转成jni有自己的规范 比如jclass什么的 没有这么简单.搞不出来哈
        cfanr:嗯,个人觉得熟悉 C++ 的话,应该会对弄 jni 会好点,毕竟 JNI 算是 C++ 和 Java 之间的桥梁,熟悉的话对修改 C++层的源码还是比较方便的,不熟悉的话,也就只能只能调用下 C++ 实现的功能而已
      • fb5fbf432e63:写过几次 ,照demo来写没问题 但是把人家的bitmap做高斯模糊运算返回给java后彻底懵逼了, 发觉我还是不会

      本文标题:Android NDK开发:JNI实战篇

      本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/ebyhlxtx.html