Android之JNI开发入门

野性酷女 2022-06-17 14:21 343阅读 0赞

# JNI #

*  JNI
 *  警告
 *  交叉编译
 *  jni开发工具
 *  jni helloworld
    
     *  \- jni开发的步骤
 *  jni开发中的常见错误
 *  jni简便开发流程
 *  Java向C传递一些基本的类型处理
 *  C代码中向logcat输出内容
 *  C代码回调java方法
 *  c 开发JNI

> what 什么是JNI
> 
>  *  JNI java native interface native本地 java本地接口
>  *  通过JNI可以实现java和本地代码之间相互调用
>  *  jni可以看做是翻译 实际上就是一套协议
> 
> why 为什么要用JNI
> 
>  *  Java 一处编译到处运行  
>     
>     
>      *  ①java运行在虚拟机上 JNI可以扩展java虚拟机的能力 让java代码可以调用驱动
>      *  ②java是解释型语言 运行效率相对较低 C/C++的效率要高很多 通过jni把耗时操作方法C/C++可以提高java运行效率
>      *  ③ java代码编译成的.class 文件安全性较差, 可以通过jni 把重要的业务逻辑放到c/c++去实现,c/c++反编译比较困难 安全性较高
>  *  C历史悠久 1972年C 通过JNI可以调用优秀的C开源类库
> 
> 怎么用JNI
> 
>  *  java
>  *  c/c++ 能看懂 会调用
>  *  JNI开发流程 NDK native develop kit

# 警告!!! #

写完之后一定要记得加载动态链接库

static {
        System.loadLibrary("hello");
    }

# 1.交叉编译 #

*  在一个平台上去编译另一个平台上可以执行的本地代码
 *  cpu平台 arm x86 mips
 *  操作系统平台 Windows Linux max os
 *  原理 模拟不同平台的特性去编译代码

# 2. jni开发工具 #

*  ndk native develop kit
 *  ndk 目录  
    
    
     *  docs 帮助文档
     *  platforms 好多平台版本文件夹 选择时选择项目支持的最小版本号对应的文件夹
     *  每一个版本号的文件夹中放了 不同cpu架构的资源文件
     *  include文件夹 jni开发中常用的 .h头文件
     *  lib 文件夹 google打包好的 提供给开发者使用的 .so文件
     *  samples google官方提供的样例工程 可以参考进行开发
     *  android-ndk-r9d\\build\\tools linux系统下的批处理文件 在交叉编译时会自动调用
     *  ndk-build 交叉编译的命令
 *  cdt eclipse的插件 高亮C代码 C的代码提示

# 3. jni helloworld #

## \- jni开发的步骤 ##

1.写Java代码 声明本地方法,用到native关键字,本地方法不用去实现

2.项目根目录下创建jni文件夹

3.在jni文件夹下创建.c文件

* 本地函数命名规则:Java_包名_类名_本地方法名
      * JNIENV* env JNIEnv 是JNINativeInterface这个结构体的一级指针
      * JniNativeInterface这个结构体定义了大量的函数指针
      * env 就是结构体JniNativeInterface这个结构体的二级指针
      * `(*env)->`调用结构体中的函数指针
      * 第二个参数jobject 调用本地函数的java对象就是这个jobject
    
        jstring Java_com_xfhy_jnihelloworld_MainActivity_helloFromC(JNIEnv* env,jobject thiz){
        char* str = "hello from c!";
        //到jni.h中找到如下方法   jstring     (*NewStringUTF)(JNIEnv*, const char*);
        return (*env)->NewStringUTF(env,str);
    }

函数中必须有2个形参:`JNIEnv* env,jobject thiz`;如果java中的native函数有形参的话,则需要把这些形参加在`JNIEnv* env,jobject thiz`这个2个形参之后.

4.导入

# 4. jni开发中的常见错误 #

*  java.lang.UnsatisfiedLinkError: Native method not found: 本地方法没有找到  
    
    
     *  本地函数名写错
     *  忘记加载.so文件 没有调用System.loadlibrary
 *  findLibrary returned null
    
     *  `System.loadLibrary("libhello");` 加载动态链接库时 动态链接库名字写错
     *  平台类型错误 把只支持arm平台的.so文件部署到了 x86cpu的设备上
        
            在jni目录下创建 Application.mk 在里面指定 
            APP_ABI := armeabi x86
            APP_PLATFORM := android-14
 *  javah 命令:生成java代码中本地方法名对应的C语言的函数名
    
        使用方法:javah com.xfhy.jnihelloworld.MainActivity
    
     *  jdk 1.7 项目 src目录下运行javah
     *  jdk 1.6 项目 bin目录下 classes文件夹
     *  javah native方法声明的java类的全类名

# 5.jni简便开发流程 #

*  ① 写java代码 native 声明本地方法
 *  ② 添加本地支持 右键单击项目->andorid tools->add native surport  
    
    
     *  如果发现 finish不能点击需要给工作空间配置ndk目录的位置
     *  window->preferences->左侧选择android->ndk 把ndk解压的目录指定进来
 *  ③ 如果写的是.c的文件 先修改一下生成的.cpp文件的扩展名 不要忘了 相应修改Android.mk文件中LOCAL\_SRC\_FILES的值
 *  ④ javah生成头文件 在生成的头文件中拷贝c的函数名到.c的文件
 *  ⑤ 解决CDT插件报错的问题
 *  右键单击项目选择 properties 选测 c/c++ general->paths and symbols->include选项卡下->点击add..->file system 选择ndk目录下 platforms文件夹 对应平台下(项目支持的最小版本)  
    usr 目录下 arch-arm -> include 确定后 会解决代码提示和报错的问题
 *  ⑥编写C函数 如果需要单独编译一下c代码就在c/c++视图中找到小锤子,点一下小锤子就编译了
 *  如果想直接运行到模拟器上 就不用锤子了,直接右键run as,然后就自动编译了
 *  ⑦ java代码中不要忘了 System.loadlibrary();
    
        static {
            System.loadLibrary("hello");   //加载动态链接库
        }

# 6. Java向C传递一些基本的类型,处理 #

**将一个jstring转换成一个c语言的char\* 类型工具方法**

char* _JString2CStr(JNIEnv* env, jstring jstr) {
         char* rtn = NULL;
         jclass clsstring = (*env)->FindClass(env, "java/lang/String");
         jstring strencode = (*env)->NewStringUTF(env,"GB2312");
         jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, clsstring, "getBytes", "(Ljava/lang/String;)[B");
         jbyteArray barr = (jbyteArray)(*env)->CallObjectMethod(env, jstr, mid, strencode); // String .getByte("GB2312");
         jsize alen = (*env)->GetArrayLength(env, barr);
         jbyte* ba = (*env)->GetByteArrayElements(env, barr, JNI_FALSE);
         if(alen > 0) {
            rtn = (char*)malloc(alen+1); //"\0"
            memcpy(rtn, ba, alen);
            rtn[alen]=0;
         }
         (*env)->ReleaseByteArrayElements(env, barr, ba,0);
         return rtn;
    }

**int类型**

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_xfhy_javapassdata_JNI_add
      (JNIEnv * env, jobject clazz, jint x, jint y){
        return x+y;   //直接返回x+y
    }

**String类型**

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_xfhy_javapassdata_JNI_sayHelloInC
      (JNIEnv *env, jobject clazz, jstring str){
    
        //将jstring转换成char* 类型
        char* cstr = _JString2CStr(env,str);
        //调用C语言的strlen测量cstr字符串的长度
        int length = strlen(cstr);
        int i=0;
        for(i=0; i<length; i++){
            *(cstr+i) += 1;   //将字符串+1
        }
        return (*env)->NewStringUTF(env,cstr);    //将char* 类型转换成String类型返回
    
    }

**int\[\]类型**

JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_xfhy_javapassdata_JNI_arrElementsIncrease
      (JNIEnv *env, jobject clazz, jintArray jArray) {
        //jsize       (*GetArrayLength)(JNIEnv*, jarray);    返回数组长度
        int length = (*env)->GetArrayLength(env,jArray);
        //jint*       (*GetIntArrayElements)(JNIEnv*, jintArray, jboolean*);   最后一个参数表示是否拷贝,可以不用传值
        //返回int* 返回该数组的首地址    这样就可以直接通过该指针直接操作该数组了
        int* cArray = (*env)->GetIntArrayElements(env,jArray,NULL);
        int i;
        for(i=0; i<length; i++) {
            *(cArray+i) += 10;
        }
        return jArray;   //直接将原数组返回(这时已经是修改过了的)
    }

# 7.C代码中向logcat输出内容 #

1.Android.mk文件增加以下内容

LOCAL_LDLIBS += -llog

2.C代码中增加以下内容

#include <android/log.h>
    #define LOG_TAG "xfhy"
    #define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
    #define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)

*  define C的宏定义 起别名 \#define LOG\_TAG “xfhy” 给”xfhy”起别名LOG\_TAG
 *  \#define LOGI(…) **android\_log\_print(ANDROID\_LOG\_INFO, LOG\_TAG, \_\_VA\_ARGS**),ANDROID\_LOG\_DEBUG表示优先级 debug ANDROID\_LOG\_INFO表示info 这些在log.h中可以看到
 *  给 \_\_android\_log\_print函数起别名 写死了前两个参数 第一个参数 优先级 第二个参数TAG
 *  **VA\_ARGS**:是可变参数的固定写法
 *  LOGI(…)在调用的时候 用法跟printf()一样

# 8. C代码回调java方法 #

首先需要了解:

**Java反射**

public class Demo {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            //1.获取字节码对象
            Class util = Utils.class;
            try {
                //2.获取Method对象    方法名,参数类型
                Method method = util.getMethod("test", String.class);
                //3.通过字节码对象创建一个Obejct 
                Object obj = util.newInstance();
                //4.通过对象调用方法     对带有指定参数的指定对象调用由此 Method 对象表示的底层方法
                method.invoke(obj, "hello");
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        public class Utils {
    
            public void test(String string) {
                System.out.println(string);
            }
    
        }
    
    }

**C代码回调java方法**

*  ① 找到字节码对象  
    
    
     *  //jclass (*FindClass)(JNIEnv*, const char\*);
     *  //第二个参数 要回调的java方法所在的类的路径 “com/itheima/callbackjava/JNI”
 *  ② 通过字节码对象找到方法对象  
    
    
     *  //jmethodID (*GetMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char\*, const char\*);
     *  第二个参数 字节码对象 第三个参数 要反射调用的java方法名 第四个参数 要反射调用的java方法签名
     *  javap -s 要获取方法签名的类的全类名 项目/bin/classes 运行javap
 *  ③ 通过字节码创建 java对象(可选) 如果本地方法和要回调的java方法在同一个类里,可以直接用 jni传过来的java对象 调用创建的Method  
    
    
     *  jobject obj =(\*env)->AllocObject(env,claz);
     *  当回调的方法跟本地方法不在一个类里 需要通过刚创建的字节码对象手动创建一个java对象
     *  再通过这个对象来回调java的方法
     *  需要注意的是 如果创建的是一个activity对象 回调的方法还包含上下文 这个方法行不通!!!回报空指针异常
 *  ④ 反射调用java方法
    
     *  //void (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, …);
     *  第二个参数 调用java方法的对象 第三个参数 要调用的jmethodID对象 可选的参数 调用方法时接收的参数
        
            /*
             * Class:     com_xfhy_callbackjava_JNI     java里的类的完整路径
             * Method:    callbackvoidmethod     java里面的方法名
             * Signature: ()V   方法签名
             */
            JNIEXPORT void JNICALL Java_com_xfhy_callbackjava_JNI_callbackvoidmethod
              (JNIEnv *env, jobject clazz) {
            
                //1.找到字节码对象
                //jclass      (*FindClass)(JNIEnv*, const char*);
                //参数: env,需要反射的对象的全路径
                jclass claz = (*env)->FindClass(env,"com/xfhy/callbackjava/JNI");
            
                //2.通过字节码对象找到方法对象
                //jmethodID   (*GetMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*);
                //第二个参数 字节码对象 第三个参数 要反射调用的java方法名 第四个参数 要反射调用的java方法签名
                //javap -s 要获取方法签名的类的全类名 项目/bin/classes 运行javap
                jmethodID methodID = (*env)->GetMethodID(env,claz,"helloFromJava","()V");
            
                //3.通过字节码创建java对象(可选),如果本地方法和要调用的java方法在同一个类里,可以直接用jni传过来的java对象,调用创建的Method
                //jobject obj =(*env)->AllocObject(env,claz);
                    //* 当回调的方法跟本地方法不在一个类里 需要通过刚创建的字节码对象手动创建一个java对象
                    //* 再通过这个对象来回调java的方法
                    //* 需要注意的是, 如果创建的是一个activity对象, 回调的方法还包含上下文 ,这个方法行不通!!!回报空指针异常
            
                //4.反射调用java方法
                //void        (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
                //第二个参数 调用java方法的对象 第三个参数 要调用的jmethodID对象 可选的参数 调用方法时接收的参数
                (*env)->CallVoidMethod(env,clazz,methodID);
            }

# 9.c++ 开发JNI #

**C的预处理命令**

*  \#开头的就是c/c++的预处理命令
 *  在编译之前 先会走预编译阶段 预编译阶段的作用就是 把 include进来的头文件 copy到源文件中
 *  define这些宏定义 用真实的值替换一下
 *  `#if #else #endif` 该删除的删除掉

**c++开发jni代码时**

*  env不再是结构体Jninativeinterface的二级指针
 *  \_JNIEnv JNIEnv \_JNIEnv 是C++的结构体 C++结构体跟C区别 C++的结构体可以定义函数
 *  env 是JNIEnv的一级指针 也就是结构体\_JNIEnv的一级指针 env-> 来调用 结构体里的函数
 *  \_JNIEnv的函数 实际上调用的就是结构体JNINativeInterface的同名函数指针
 *  在调用时第一个参数 env已经传进去了
 *  **C++的函数要先声明再使用** 可以把javah生成的头文件include进来作为函数的声明
 *  include的方法 `<> "" ""`
 *  如果用”” 来导入头文件 系统会先到 源代码所在的文件夹去找头文件 如果找不到再到系统指定的incude文件夹下找
 *  //用<> 直接到系统指定的include目录下去找