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Android JNI开发入门之一

落鹤生 发布于 2012-04-11 13:26 点击:次 
JNI在Android系统中有着广泛的应用。Android系统底层都是C/C++实现的,上层提供的API都是 Java的,Java通过JNI调用底层的实现。比如:Android API多媒体接口MediaPlayer类,其实底层通过JNI调用libmedia库。本文简单介绍一下怎样在Android下面怎样用JNI开发程序,并开发
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JNI在Android系统中有着广泛的应用。Android系统底层都是C/C++实现的,上层提供的API都是 Java的,Java通过JNI调用底层的实现。比如:Android API多媒体接口MediaPlayer类,其实底层通过JNI调用libmedia库。由于JNI的存在可以让我们重用很多已经存在C/C++的库,省 去了重复开发的麻烦,并且可以利用很多开源的库(Android库中就有很多开源库,比如libjpeg,libpng等等),并且让我们开发的程序更有 效率(C/C++代码发挥硬件最佳性能)。如果你对标准JNI不熟悉的话,可以先参考我的博文《Linux下JNI实现》,文中介绍了怎样用标准JNI在Linux系统中实现一个Helloworld程序,可以让你对JNI有一个初步的认识。本文简单介绍一下怎样在Android下面怎样用JNI开发程序,并开发一个经典Helloworld应用程序。

交叉编译环境

    首先是要搭建交叉编译环境,因为Java层的应用程序是和硬件无关的,JDK编译即可;但是Native C/C++代码是和硬件相关的,必须要用交叉编译器编译成特定硬件可执行代码。请根据你的硬件平台搭建你的交叉编译环境,我的MIPS平台,当然选择的是 MIPS的交叉编译器,如果你是Arm的请配置自己的交叉编译器。

    我们首先编译一个Native C的helloworld程序,一个学习怎样在Android中增加一个程序,另外也可以验证我们的交叉编译环境是否正确,可以参考《Android编译环境(1) – 编译Native C的helloworld模块》。如果这个步没有问题说明你的交叉编译环境是没有问题的,可以继续往下面进行。

Java编写的Android应用程序

    我们首先用java编写helloworld应用程序(APK),这个代码很简单创建一个HelloWorld activity。代码如下:

  1. package com.simon; 
  2.  
  3. import android.app.Activity; 
  4. import android.os.Bundle; 
  5. import android.util.Log; 
  6.  
  7. public class HelloWorld extends Activity { 
  8.     private static final String TAG = "HelloWorld"
  9.     static { 
  10.         System.loadLibrary("helloworld"); 
  11.     } 
  12.  
  13.     private native String printJNI(); 
  14.  
  15.     /** Called when the activity is first created. */ 
  16.     @Override 
  17.     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
  18.         super.onCreate(savedInstanceState); 
  19.         setContentView(R.layout.main); 
  20.         Log.d(TAG, "Activity call JNI: " + printJNI()); 
  21.     } 

    这个HelloWorld Activity非常简单,只是调用JNI接口printJNI()打印一些信息到Android logger上面。我们需要关注一下的是printJNI()的声明,有一个native的关键字,说明他是一个用native代码实现的函数,需要用 JNI调用Native代码。另外注意static代码段,这段代码意思是当类HelloWorld第一次被加载的时候,加载 libhelloworld.so(请注意这里写的是库名称,在Linux中共享库名为xxx共享库,文件存在形式为libxxx.so。所以 loadLibrary的参数不是libhelloworld.so,而是helloworld。如果写错误了将会加载库失败,将会收到异常)。

C语言实现helloworld共享库

     接下来我们需要来完成Native 代码部分了,这里需要强调一下,Android JNI实现中为C/C++提供了两套不同的API,调用的时候需要注意,否则非常有可能你会受到一些libc库的崩溃信息,没准儿会把你整“崩溃”,呵 呵!下面先实现Native C来实现helloworld库。

     如果你对Java标准JNI熟悉的话,肯定知道javah工具,可以根据java源程序,生成Native代码的头文件(可以参考我的博文《Linux下JNI实现》)。如果你是在Eclipse中开发apk的话,可以在打开终端进入bin目录,然后执行:

  1. javah com.simon.HelloWorld 

你将会得到,一个头文件com_simon_Helloworld.h,这里包含有printJNI接口的C/C++声明。这个声明肯定正确,如果你把printJNI接口声明写错了,HelloWorld将找不到printJNI接口,然后产生崩溃。

     我们创建com_simon_Helloworld.c文件,并在该文件中输入:

  1. #include <jni.h> 
  2. #define LOG_TAG "HelloWorld" 
  3. #include <utils/Log.h> 
  4.  
  5. /* Native interface, it will be call in java code */ 
  6. JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_simon_HelloWorld_printJNI(JNIEnv *env, jobject obj) 
  7.     LOGI("Hello World From libhelloworld.so!"); 
  8.  
  9.     return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello World!"); 
  10.  
  11. /* This function will be call when the library first be load. 
  12.  * You can do some init in the libray. return which version jni it support. 
  13.  */ 
  14. jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) 
  15.     void *venv; 
  16.     LOGI("JNI_OnLoad!"); 
  17.  
  18.     if ((*vm)->GetEnv(vm, (void**)&venv, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) { 
  19.         LOGE("ERROR: GetEnv failed"); 
  20.         return -1; 
  21.     } 
  22.  
  23.      return JNI_VERSION_1_4; 

请注意Java_com_simon_HelloWorld_printJNI函数的名字,这个名字是符合JNI规 范的,Java_开头,后面紧跟着调用他类名(包含包名和类名,com_simon_HelloWorld),然后才是接口的名字printJNI。这样 java虚拟机就可以在com.simon.HelloWorld类调用printJNI接口的时候自动找到这个C实现的Native函 数调用。你可能注意到这个名字非常的长,作为一个函数名它非常有可能不是一个好的选择。JNI API允许你提供一个函数映射表,注册给Jave虚拟机,这样Java虚拟机就可以用函数映射表来调用相应的函数,就可以不必通过函数名来查找需要调用的 函数了。这样你的函数名也可以随便定义了(可以定义最能表现函数功能的函数名),这个将会在helloworld共享库的C++实现中演示。但是 Android系统中,还是推荐用JNI标准的函数名定义的。

    JNI_OnLoad函数JNI规范定义的,当共享库第一次被加载的时候会被回调,这个函数里面可以进行一些初始化工作,比如注册函数映射表,缓存一些变量等,最后返回当前环境所支持的JNI环境。本例只是简单的返回当前JNI环境。

注意网上很多例子都说可以不实现JNI_OnLoad,我发现如果不是实现的 话,printJNI只可以返回整型类型的值,如果返回其他类型的值都会崩溃。并且GetEnv的调用也是必须的,否则也是崩溃,但是GetEnv的返回 值我并没有用到,这些地方使我非常迷惑,期待达人解惑。

    接下来编写Android.mk文件,创建之,并输入:

  1. LOCAL_PATH:= $(call my-dir) 
  2. include $(CLEAR_VARS) 
  3.  
  4. LOCAL_SRC_FILES:=com_simon_Helloworld.c 
  5.  
  6. LOCAL_C_INCLUDES := $(JNI_H_INCLUDE) 
  7.  
  8. LOCAL_MODULE := libhelloworld 
  9.  
  10. LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libutils 
  11.  
  12. LOCAL_PRELINK_MODULE := false 
  13.  
  14. include $(BUILD_SHARED_LIBRARY) 

     这里面有几个标签需要说明:

1、LOCAL_C_INCLUDES说明包含的头文件,这里需要包含JNI的头文件。

2、LOCAL_MODULE当前模块的名称

3、LOCAL_SHARED_LIBRARIES当前模块需要依赖的共享库,因为在hellowold中我们调用Android打印系统输出到logger,所以我们必须要依赖libutils库。

4、LOCAL_PRELINK_MODULE指明该模块是否被启动就加载,可以参考《动态库优化——Prelink(预连接)技术》。我们的helloworld库不需要prelink,所以置为false。

    编译这个模块,根据你的环境不同,选择不同的编译途径。然后安装apk,然后运行他们,通过logcat工具将会看到相应的输出。

(Simon)
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本文出处:unix-center.net 作者:Simon 原文
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