一、前言
我们知道cpu只认得“0101101”类似这种符号，C、C++这些代码最终都得通过编译、汇编成二进制代码，cpu才能识别。而Java比C、C++又多了一层虚拟机，过程也复杂许多。Java代码经过编译成class文件、虚拟机装载等步骤最终在虚拟机中执行。class文件里面就是一个结构复杂的表，而最终告诉虚拟机怎么执行的就靠里面的字节码说明。
Java虚拟机在执行的时候，可以采用解释执行和编译执行的方式执行，但最终都是转化为机器码执行。
Java虚拟机运行时的数据区，包括方法区、虚拟机栈、堆、程序计数器、本地方法栈。
问题来了，按我们目前的理解，如果是解释执行，那么方法区中应该存的是字节码，那执行的时候，通过JNI动态装载的c、c++库，怎么加载进来的？
二、JNI源码执行流程
1. javac 与javap 处理 native方法
ACC_NATIVE
可见，普通的“add”方法是直接把字节码放到code属性表中，而native方法，
与普通的方法通过一个标志“ACC_NATIVE”区分开来。java在执行普通的方法调用的时候，
可以通过找方法表，再找到相应的code属性表，最终解释执行代码，那么，对于native方法，
在class文件中，并没有体现native代码在哪里，只有一个“ACC_NATIVE”的标识，
那么在执行的时候改怎么找到动态链接库的代码呢？
2. System.loadLibrary()
---->Runtime.loadLibrary0
--->分两步：
----->1. 找到so库文件
两种方案：
1. ClassLoader
通过打印，知道实际的ClassLoder是PathClassLoader
----->findLibrary
---->this.pathList = new DexPathList(this, dexPath, libraryPath, optimizedDirectory);
---->DexPathList.java
---->findLibrary
---->分析构造函数
解释路径
2. ClassLoader为空
----->getLibPaths()
----->System.mapLibraryName //根据库类型 添加libxxx.so 还是xxx.dll
----->2. 加载so库文件
----->Runtime.java
---->doLoad(filename, loader);
----->//libcore/ojluni/src/main/native/Runtime.c
--->Runtime_nativeLoad
预留动态注册：
jniRegisterNativeMethods
JVM_NativeLoad
---->//art/runtime/openjdkjvm/OpenjdkJvm.cc
---->LoadNativeLibrary()
---->sym = library->FindSymbol("JNI_OnLoad", nullptr);
//在我们要加载so库中查找JNI_OnLoad方法，如果没有系统就认为是静态注册方式进行的，
直接返回true，代表so库加载成功，如果找到JNI_OnLoad就会调用JNI_OnLoad方法，
JNI_OnLoad方法中一般存放的是方法注册的函数，所以如果采用动态注册就必须要实现JNI_OnLoad方法，
否则调用java中申明的native方法时会抛出异常，下面有JNI_OnLoad的实现
----->JNI_OnLoadFn jni_on_load = reinterpret_cast<JNI_OnLoadFn>(sym);
----->IsBadJniVersion(version)
------>version != JNI_VERSION_1_2 && version != JNI_VERSION_1_4 && version != JNI_VERSION_1_6;
三、JNI动态注册用法
-
1.java层定义native方法
package com.hubin.jnitest; public class FileUtils { static { System.loadLibrary("native-lib"); } public static native void diff(String path, String pattern_Path, int file_num); } -
2.C层动态注册
#include <stdio.h> #include <jni.h> #include <assert.h> #include <android/log.h> #define TAG "hubin_JNI" #define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, TAG, __VA_ARGS__) # define NELEM(x) ((int) (sizeof(x) / sizeof((x)[0]))) //宏定义 用来计算结构体数组的长度 JNIEXPORT void JNICALL native_diff (JNIEnv *env, jclass clazz, jstring path, jstring pattern_Path, jint file_num) { LOGI("3.JNI 动态注册 "); } static const JNINativeMethod gMethods[] = { { //JNINativeMethod结构体数组 /* * diff： 方法名 * (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;I)V： （参数）返回值 -->（String；String；int）void * (void *) native_diff : 方法的指针 * */ "diff","(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;I)V",(void *) native_diff } }; static int registerNatives(JNIEnv *env) { LOGI("2.registerNatives begin"); jclass clazz; clazz = (*env)->FindClass(env, "com/hubin/jnitest/FileUtils"); //“包名类名” if (clazz == NULL) { LOGI("没有找到clazz"); return JNI_FALSE; } //建立映射关系 if ((*env)->RegisterNatives(env, clazz, gMethods, NELEM(gMethods)) < 0) { LOGI("RegisterNatives error"); return JNI_FALSE; } return JNI_TRUE; } //实现jni.h中的JNI_OnLoad 方法执行动态注册 JNIEXPORT jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved) { LOGI("1.jni_OnLoad begin"); JNIEnv *env = NULL; jint result = -1; if ((*vm)->GetEnv(vm, (void **) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) { LOGI("ERROR: GetEnv failed\n"); return -1; } assert(env != NULL); registerNatives(env);//注册 return JNI_VERSION_1_4; //返回值只能是framework层定义好的几种类型 } -
3.jni方法参数签名参考
四、多个java类里面的native方法动态注册
static const JNINativeMethod gMethods[] = {
{
"diff", "(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;I)V", (void *) native_diff
},
{
"patch", "(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;I)V", (void *) native_patch
}
};
static const JNINativeMethod gMethods_MainActivity[] = {
{
"newJniThread", "()V", (void *) native_newThead
},
{
"setJniEnv", "()V", (void *) native_setJniEnv
}
};
//注册FileUtils 里面native方法
static int registerNatives(JNIEnv *engv) {
LOGI("registerNatives begin");
jclass clazz;
clazz = (*engv)->FindClass(engv, "com/hubin/demo/FileUtils");
if (clazz == NULL) {
LOGI("clazz is null");
return JNI_FALSE;
}
if ((*engv)->RegisterNatives(engv, clazz, gMethods, NELEM(gMethods)) < 0) {
LOGI("RegisterNatives error");
return JNI_FALSE;
}
return JNI_TRUE;
}
//注册mainactivity中的native方法
static int registerNatives_Main(JNIEnv *engv) {
LOGI("registerNatives_Main begin");
jclass clazz;
clazz = (*engv)->FindClass(engv, "com/hubin/demo/MainActivity");
if (clazz == NULL) {
LOGI("clazz is null");
return JNI_FALSE;
}
if ((*engv)->RegisterNatives(engv, clazz, gMethods_MainActivity, NELEM(gMethods_MainActivity)) < 0) {
LOGI("registerNatives_Main error");
return JNI_FALSE;
}
return JNI_TRUE;
}
JNIEXPORT jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved) {
JNIEnv *env = NULL;
jint result = -1;
if ((*vm)->GetEnv(vm, (void **) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
LOGI("ERROR: GetEnv failed\n");
return -1;
}
assert(env != NULL);
//为了方便管理我们将不同java类中的native方法分别注册
registerNatives(env); //注册第一个类中的native方法
registerNatives_Main(env); //注册第二个类中的native方法
return JNI_VERSION_1_4;
}
五、静态注册和动态注册的区别
-
1.静态注册：
1>用javah 生成头文件操作简单 2>名字很长，书写不方便 3>初次调用时需要依据名字搜索对应的JNI层函数（FindSymbol）来建立关联关系，会影响运行效率 -
2.动态注册：
1>第一次调用效率高很多 2>使用一种数据结构JNINativeMethod来记录java native函数和JNI函数的对应关系 移植方便（一个java文件中有多个native方法，java文件的包名更换后只需要更改映射关系）
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