14.1 JNI的開發流程 · Android開發藝術探索

### 14.1 JNI的開發流程 JNI的開發流程有如下幾步，首先需要在Java中聲明native方法，接著用C或者C++實現native方法，然后就可以編譯運行了。 * 1．在Java中聲明native方法創建一個類，這里叫做JniTest.java，代碼如下所示。 package com.ryg; import java.lang.System; public class JniTest { static { System.loadLibrary("jni-test"); } public static void main(String args[]) { JniTest jniTest = new JniTest(); System.out.println(jniTest.get()); jniTest.set("hello world"); } public native String get(); public native void set(String str); } 可以看到上面的代碼中，聲明了兩個native方法：get和set(String)，這兩個就是需要在JNI中實現的方法。在JniTest的頭部有一個加載動態庫的過程，其中jni-test是so庫的標識，so庫完整的名稱為libjni-test.so，這是加載so庫的規范。 * 2．編譯Java源文件得到cIass文件，然后通過javah命令導出JNI的頭文件具體的命令如下： javac com/ryg/JniTest.java javah com.ryg.JniTest 在當前目錄下，會產生一個com_ryg_JniTest.h的頭文件，它是javah命令自動生成的，內容如下所示。 /＊ DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated ＊/ #include <jni.h> /＊ Header for class com_ryg_JniTest ＊/ #ifndef _Included_com_ryg_JniTest #define _Included_com_ryg_JniTest #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif /＊＊ Class: com_ryg_JniTest ＊ Method: get ＊ Signature: ()Ljava/lang/String; ＊/ JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_ryg_JniTest_get (JNIEnv ＊, jobject); /＊＊ Class: com_ryg_JniTest ＊ Method: set ＊ Signature: (Ljava/lang/String; )V ＊/ JNIEXPORT void JNICALL Java_com_ryg_JniTest_set (JNIEnv ＊, jobject, jstring); #ifdef __cplusplus } #endif #endif 上面的代碼需要做一下說明，首先函數名的格式遵循如下規則：Java_包名_類名_方法名。比如JniTest中的set方法，到這里就變成了JNIEXPORT void JNICALL Java_com_ryg_JniTest_set(JNIEnv *, jobject, jstring)，其中com_ryg是包名，JniTest是類名，jstring是代表的是set方法的String類型的參數。關于Java和JNI的數據類型之間的對應關系會在14.3節中進行介紹，這里只需要知道Java的String對應于JNI的jstring即可。JNIEXPORT、JNICALL、JNIEnv和jobject都是JNI標準中所定義的類型或者宏，它們的含義如下： * · JNIEnv*：表示一個指向JNI環境的指針，可以通過它來訪問JNI提供的接口方法； * · jobject：表示Java對象中的this； * · JNIEXPORT和JNICALL：它們是JNI中所定義的宏，可以在jni.h這個頭文件中查找到。下面的宏定義是必需的，它指定extern "C"內部的函數采用C語言的命名風格來編譯。否則當JNI采用C++來實現時，由于C和C++編譯過程中對函數的命名風格不同，這將導致JNI在鏈接時無法根據函數名查找到具體的函數，那么JNI調用就無法完成。更多的細節實際上是有關C和C++編譯時的一些問題，這里就不再展開了。 #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif * 3．實現JNI方法 JNI方法是指Java中聲明的native方法，這里可以選擇用C++或者C來實現，它們的實現過程是類似的，只有少量的區別，下面分別用C++和C來實現JNI方法。首先，在工程的主目錄下創建一個子目錄，名稱隨意，這里選擇jni作為子目錄的名稱，然后將之前通過javah生成的頭文件com_ryg_JniTest.h復制到jni目錄下，接著創建test.cpp和test.c兩個文件，它們的實現如下所示。 // test.cpp #include "com_ryg_JniTest.h" #include <stdio.h> JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_ryg_JniTest_get(JNIEnv ＊env, jobject thiz) { printf("invoke get in c++\n"); return env->NewStringUTF("Hello from JNI ! "); } JNIEXPORT void JNICALL Java_com_ryg_JniTest_set(JNIEnv ＊env, jobject thiz, jstring string) { printf("invoke set from C++\n"); char＊ str = (char＊)env->GetStringUTFChars(string, NULL); printf("%s\n", str); env->ReleaseStringUTFChars(string, str); } // test.c #include "com_ryg_JniTest.h" #include <stdio.h> JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_ryg_JniTest_get(JNIEnv ＊env, jobject thiz) { printf("invoke get from C\n"); return (＊env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI ! "); } JNIEXPORT void JNICALL Java_com_ryg_JniTest_set(JNIEnv ＊env, jobject thiz, jstring string) { printf("invoke set from C\n"); char＊ str = (char＊)(＊env)->GetStringUTFChars(env, string, NULL); printf("%s\n", str); (＊env)->ReleaseStringUTFChars(env, string, str); } 可以發現，test.cpp和test.c的實現很類似，但是它們對env的操作方式有所不同，因此用C++和C來實現同一個JNI方法，它們的區別主要集中在對env的操作上，其他都是類似的，如下所示。 C++:env->NewStringUTF("Hello from JNI ! "); C: (＊env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI ! ") * 4．編譯so庫并在Java中調用 so庫的編譯這里采用gcc，切換到jni目錄中，對于test.cpp和test.c來說，它們的編譯指令如下所示。 C++:gcc -shared -I /usr/lib/jvm/java-7-openjdk-amd64/include -fPIC test.cpp -o libjni-test.so C: gcc -shared -I /usr/lib/jvm/java-7-openjdk-amd64/include -fPIC test.c -o libjni-test.so 上面的編譯命令中，/usr/lib/jvm/java-7-openjdk-amd64是本地的jdk的安裝路徑，在其他環境編譯時將其指向本機的jdk路徑即可。而libjni-test.so則是生成的so庫的名字，在Java中可以通過如下方式加載：System.loadLibrary("jni-test")，其中so庫名字中的“lib”和“.so”是不需要明確指出的。so庫編譯完成后，就可以在Java程序中調用so庫了，這里通過Java指令來執行Java程序，切換到主目錄，執行如下指令：java -Djava.library.path=jni com.ryg.JniTest，其中-Djava.library.path=jni指明了so庫的路徑。首先，采用C++產生so庫，程序運行后產生的日志如下所示。 invoke get in c++ Hello from JNI ! invoke set from C++ hello world 然后，采用C產生so庫，程序運行后產生的日志如下所示。 invoke get from C Hello from JNI ! invoke set from C hello world 通過上面的日志可以發現，在Java中成功地調用了C/C++的代碼，這就是JNI典型的工作流程。