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0x01 JNI与Java方法一对一注册(JNI函数注册)

0x01 JNI与Java方法一对一注册(JNI函数注册)

作者: lc_fan | 来源:发表于2018-03-20 11:49 被阅读162次

    概述

    函数注册分为静态注册和动态注册。
    本文从理论分析和具体操作案例两个方面讨论。

    静态注册

    简介

    以java“包名+类名+函数名”命名jni中的函数,java调用时自动去jni export 的函数中寻找,并执行其中的命令。函数中的指令多数为java->c变量转换,然后调用so中的主要功能函数。

    1. 自动化生成 - 可以使用javah这一指令自动化生成这一系列函数,大大减少人工手写;
    2. 明了易读 - 由于jni函数名和java中对应,对应关系简单明了,非开发人员使用友好,在开源库中使用广泛。

    1. 效率低,性能差 - 每次java调用so函数时都需要在茫茫jni export函数中寻找函数名一致的,如该功能被频繁调用,延时长性能差;
    2. 逆向破解危险 - 对应关系明了,在公司内部开发软件时,恐被恶意用户逆向破解。

    动态注册

    简介

    在C代码JNI_OnLoad函数中执行注册。该函数在java使用System.LoadLibrary时执行,即完成java函数与so中函数一一对应的注册。

    1. 性能高 - 相对于静态注册,load库时完成了一一对应的map,每次调用时直接调用该函数而不需要搜寻;
    2. 防逆向破解更强 - 注册时可以用混淆过的c函数与java函数注册,减少代码可读性。

    1. 需要程序员手写,没有自动化工具

    使用示例

    静态注册

    STEP1: 写好java中调用native的类和方法

    package com.happycoding.lcfan.JniTest;
    public class HelloJni {...}

    STEP2:javah命令生成反射类名的头文件.h

    在包名目录下,即包含com的文件夹如src,命令行操作如下
    javah com.happycoding.lcfan.JniTest.HelloJni
    会在该路径下生成 com_happycoding_lcfan_JniTest_HelloJni.h的头文件

    STEP3: 根据.h文件在.c文件中写出所列函数的具体实现

    实现方法分为Java调C和C调Java,并会根据是否static有不同。具体实现见4。

    STEP4: 命令行将C/C++编译成.so/.dll/.jnilib

    注意:有可能报错说在LD_LIBRARY_PATH所列的路径下找不到该文件,那就echo一下,看看.路径在不在。不在就export。

    1. mac - gcc -o LibHelloJniLib.jnilib -lc -shared -I/System/Library/Frameworks/JavaVM.framework/Headers com_happycoding_lcfan_JniTest_HelloJni.c
    2. linux - gcc -o libHelloImpl.so -lc -shared -I/usr/local/jdk1.6.0_03/include -I/usr/local/jdk1.6.0_03/include/linux com_happycoding_lcfan_JniTest_HelloJni.c
    3. 在mac/windows上交叉编译.so - CMake (CMakeLists.txt) or ndk-build (Android.mk + Application.mk)

    动态注册

    STEP1: 定义 类型为JNINativeMethod 的array:

    static JNINativeMethod gMethods[] = {
        {"initLogConfig",        "(IIII)V",                                           (void *)initLogConfig_jni},
        {"initSdkThreadPool",    "(Ljava/lang/String;)Z",                             (void *)initThreadPool_jni},
        {"initSdk",              "(Lcom/blibee/im/base/sdkjni/IRequestCallback;)V",   (void *)initSDK_jni}
    }
    

    1-java中的函数名; 2-java函数签名; 3-C中的函数指针

    STEP2: 在JNI_OnLoad 中用env->RegisterNatives注册函数

    jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved) {
        LOGD("start JNI_LOAD");
        //for c++
        if (vm->GetEnv((void **)&env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
            LOGE("getEnv from vm failed.");
            return -1;
        }
        //for c
        //    if ((*vm)->GetEnv(vm, (void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {return -1;}
        //    assert(env != NULL);
        jclass clazz = env->FindClass(JNIREG_CLASS);
        int nRes = env->RegisterNatives(clazz, gMethods, sizeof(gMethods) / sizeof(gMethods[0]));//注册
        if (nRes < 0) {
            LOGD("env->RegisterNatives failed.");
            return JNI_ERR;
        }
        LOGD("JNI_OnLoad END!");
        return JNI_VERSION_1_4; //必须返回这个值,否则报错
    }
    

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