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Android JNI开发入门之二

落鹤生 发布于 2012-04-11 13:41 点击:次 
在上一篇文章《Android JNI开发入门之一》中，我介绍了Android应用程序（APK）怎样通过JNI调用Native C实现的共享库。本文将进一步介绍Android应用程序通过JNI调用Native C++实现的共享库，并实现一个和上文《Android JNI开发入门之一》相同功能的Helloworld应用程序。
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在上一篇文章《Android JNI开发入门之一》中，我介绍了Android应用程序（APK）怎样通过JNI调用Native C实现的共享库。本文将进一步介绍Android应用程序通过JNI调用Native C++实现的共享库，并实现一个和上文《Android JNI开发入门之一》相同功能的Helloworld应用程序。

两套不同的API

    前文已经提到，Android系统的Java虚拟机为C和C++实现两套不同的API，所以我们调用的时候需要注意这一点儿。另外Google并没有提供 JNI的文档，我们调用的时候可以参考Android的jni.h文件，里面有C和C++的JNI函数原型。也可以把本例的相同功能HelloWorld 库和上文《Android JNI开发入门之一》进行比较。

C++实现HelloWorld共享库

    在本例中Android应用程序不需要有任何变化，我们需要重新用C++实现HelloWorld共享库。创建com_simon_Helloworld.cpp文件，并在文件中输入如下内容：

  1. #include <jni.h> 
  2. #define LOG_TAG "HelloWorld" 
  3. #include <utils/Log.h> 
  4.  
  5.  /* 
  6.   * Class:     com_simon_Helloworld 
  7.   * Method:    print 
  8.   * Signature: ()V 
  9.   */ 
  10. /*JNIEXPORT void JNICALL Java_com_simon_Helloworld_print(JNIEnv *, jobject)*/ 
  11. JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_simon_HelloWorld_printJNI(JNIEnv *env, jobject obj) 
  12. { 
  13.     LOGI("Hello World From libhelloworld.so!"); 
  14.     return env->NewStringUTF("Hello World!"); 
  15. } 
  16.  
  17. static const char *classPathName = "com/simon/HelloWorld"; 
  18.  
  19. static JNINativeMethod methods[] = { 
  20.   {"printJNI", "()Ljava/lang/String;", (void*)Java_com_simon_HelloWorld_printJNI }, 
  21. }; 
  22.  
  23. /* 
  24.  * Register several native methods for one class. 
  25.  */ 
  26. static int registerNativeMethods(JNIEnv* env, const char* className, 
  27.     JNINativeMethod* gMethods, int numMethods) 
  28. { 
  29.     jclass clazz; 
  30.  
  31.     clazz = env->FindClass(className); 
  32.     if (clazz == NULL) { 
  33.         LOGE("Native registration unable to find class '%s'", className); 
  34.         return JNI_FALSE; 
  35.     } 
  36.     if (env->RegisterNatives(clazz, gMethods, numMethods) < 0) { 
  37.         LOGE("RegisterNatives failed for '%s'", className); 
  38.         return JNI_FALSE; 
  39.     } 
  40.  
  41.     return JNI_TRUE; 
  42. } 
  43.  
  44. /* 
  45.  * Register native methods for all classes we know about. 
  46.  * 
  47.  * returns JNI_TRUE on success. 
  48.  */ 
  49. static int registerNatives(JNIEnv* env) 
  50. { 
  51.   if (!registerNativeMethods(env, classPathName, 
  52.                  methods, sizeof(methods) / sizeof(methods[0]))) { 
  53.     return JNI_FALSE; 
  54.   } 
  55.  
  56.   return JNI_TRUE; 
  57. } 
  58.  
  59. typedef union { 
  60.     JNIEnv* env; 
  61.     void* venv; 
  62. } UnionJNIEnvToVoid; 
  63.  
  64. /* This function will be call when the library first be loaded */ 
  65. jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) 
  66. { 
  67.     UnionJNIEnvToVoid uenv; 
  68.     JNIEnv* env = NULL; 
  69.     LOGI("JNI_OnLoad!"); 
  70.  
  71.     if (vm->GetEnv((void**)&uenv.venv, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) { 
  72.         LOGE("ERROR: GetEnv failed"); 
  73.         return -1; 
  74.     } 
  75.  
  76.     env = uenv.env;; 
  77.  
  78.     if (registerNatives(env) != JNI_TRUE) { 
  79.         LOGE("ERROR: registerNatives failed"); 
  80.         return -1; 
  81.     } 
  82.  
  83.      return JNI_VERSION_1_4; 
  84. } 

本例与上文《Android JNI开发入门之一》对比有如下几点不同需要注意：

1、C和C++实现共享库调用不同JNI API。前面已经提到Android系统JNI为C和C++提供了两套不同的API。请仔细对比NewStringUTF，GetEnv函数，就会发现JNI API不同。

2、C++版的helloworld共享库提供了函数映射表。前文《Android JNI开发入门之一》也已经提到，JNI API为了避免丑陋的函数名，提供了方法向Java虚拟机注册函数映射表。这样当Java调用Native接口的时候，Java虚拟机就可以不用根据函数名来决定调用哪个函数了，直接通过查询表格就可以找到需要调用的函数了。

3、我们注意到RegisterNatives第一个参数（C语言接口中是第二个参数）为调用该函数的Java类。这也和标准JNI函数名包含类名（包名和类名）的作用一样——声明那个Java类可以调用这个方法。

4、函数映射表的定义非常的怪异。你可以参考Android JNI 使用的数据结构JNINativeMethod详解和JNI标准手册相关类型的部分。

    通过对比你会发现C++的实现同样功能的共享库比C加入更多的代码，另外你可能会有疑问既然Java虚拟机能用通过函数名访问到相应的Native code函数，为什么还要提供注册映射函数表呢？没错！作为一个HelloWorld程序，确实简单为第一要务！如果Java虚拟机能用函数名能访问到相 应的函数的话，我是不会多此一举来注册映射函数表。在实践中我发现：

   标准JNI不能通过标准函数名找到C++实现的Helloworld共享库中的函数，但是C实现的helloworld共享没有这个问题。我不知道为什么会这样，请达人指教。没有办法才提供注册映射函数表。

    下面提供一个helloworld共享库的Makefile——Android.mk：

  1. LOCAL_PATH:= $(call my-dir) 
  2. include $(CLEAR_VARS) 
  3.  
  4. LOCAL_SRC_FILES:=com_simon_Helloworld.cpp 
  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) 

    和前文《Android JNI开发入门之一》的Android.mk文件相比也就是修改了一下源文件，没有什么可说。编译生成libhelloworld.so文件，允许前文HelloWorld Android应用程序，你将会得到和前文相同的结果。

JNI的进一步学习

    通过上面的例子我们已经初步掌握了Android编写JNI程序的方法。这也只能算是Android JNI入门而已，有很多JNI相关的内容我们在例子中并没有涉及到，比如：

1、我们并没有提到怎样在Native代码中回调Java的函数。

2、每个Native的函数中前两个参数是什么意思？

    如果想用JNI进行Android应用开发我们需要更深入的学习。为了大家共同进步，我这里也可以提供一些相关的资料和方法。

    如果我们想深入学习JNI首先要先熟悉标准的JNI。推荐大家学习《Java Native Interface: Programmer’s Guide and Specification》，权威的标准JNI学习文档。

    前文提到Google没有Android JNI编程提供文档，但是在网上Simon也找到了一篇非常好的文档供大家参考——JNI Examples for Android。这篇文章中举了一个例子包含了Android JNI开发的方方面面，想深入学习Android JNI开发的朋友请仔细研读。

总结

    俗话说得好“问道有先后，如是而已”，Simon也是刚刚才开始学习Android JNI编程，对JNI的理解上面难免有一些地方有错误，欢迎朋友们指正。

参考资料：

Android JNI 使用的数据结构JNINativeMethod详解

Android JNI实例

JNI Examples for Android

How to add a new module to Android

Android JNI（实现自己的JNI_OnLoad函数）

Android中JNI编程的那些事儿

Java Native Interface: Programmer’s Guide and Specification

Java Native Interface Specification

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