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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。



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            void
Z       jboolean     boolean
I        jint              int
J       jlong            long
D      jdouble       double
F      jfloat            float
B      jbyte            byte
C      jchar           char
S      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 jstring
Ljava/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"