NDK—JNI开发流程

对于NDK的C语言部分学完了,我们将正式的讲解一下JNI。

正文

JNI:Java Native interface,Java本地化接口用来实现Java调用C语言代码来实现复杂的逻辑以提高性能

开始之前我们先学习一下C语言的执行流程

  1. 编译:形成目标代码(.obj)
  2. 连接:将目标代码与C语言库连接合并,形成最终的可执行文件
  3. 执行

头文件是做什么的呢?我们可以认为头文件是告诉编译器有这样的函数,当进行连接的时候,连接器负责找到这个函数的实现并形成可执行的文件。

不妨我们举个例子,我们定义一个txt文本里面写入

printf("Hello my.txt");

然后我们在main函数里面执行

{ #include "my.txt"}

运行之后会打印Hello my.txt,当我们在编译的时候编译器会将#include "my.txt"替换为printf("Hello my.txt");代码

接下来我们来讲解一下宏定义、宏常数、宏函数

三者都是在C语言的预编译时为编译做准备性的工作,完成代码的替换

  1. 宏定义

     #ifndef AH
     #define AH
     #endif // !AH
    

查看jni.h的代码经常会看到#ifdef __cplusplus 标识支持C++的语法,当然使用到这个知识的还有一个经典的例子



当出现这样的情况时候就会造成程序中断,解决办法是使用宏定义保证当发现已经引用过将不再进行引用
A.h

    #ifndef AH
    #define AH

    #include "B.h"
    void printfB();

    #endif // !AH

B.h

    #ifndef AH
    #define AH

    #include "A.h"
    void printfA();

    #endif // !AH   

你也可以使用#pragma once来进行限制,如

    #pragma once
    #include "A.h"

    void printfB();
  1. 宏常数

     #define MAX 100
    

这样更加便于修改和阅读

  1. 宏函数

     void com_lypop_read(){
     printf("read\n");
     }
    
     void com_lypop_write(){
     printf("write\n");
     }
    
     #define jni(NAME) com_lypop_##NAME();
    

当使用名字很长如上面的形式时,可以使用宏函数来缩短调用函数长度,如上面再调用的时候jni(read);便调用的是com_lypop_read()方法

当函数中有参数的时候

#define LOG(FORMAT,...) printf(##FORMAT,__VA_ARGS__); 

接下来我们开始写第一个JNI程序,这里有相应的步骤:

  1. 编写Native方法

     public static native String getStringFromC();
    
  2. javah命令,生成.h头文件

  3. 复制到c工程中,这里需要重新导入.h文件

  4. 复制jni.h和jni_md.h文件到工程中

  5. 实现.h头文件声明的函数

     #include "com_lypop_JniDemo.h"
    
     JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_lypop_JniDemo_getStringFromC
     (JNIEnv * env, jclass jls){
     return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello Jni");
     }
    
  6. 生成dll文件


  7. 配置dll文件环境变量(或者复制到java工程下面)

  8. 如果将dll设置环境变量将重启Eclipse

     public static void main(String[] args) {
         String result = getStringFromC();
         System.out.println("result:"+result);
     }
    
     static{
         System.loadLibrary("c_06");
     }
    

这样就完成了一次JNI的调用

tips:

  1. C的函数名称:Java_完整类名_函数名
  2. JNIEnv在C语言中是结构体指针别名 env二级指针;在C++中是一个结构体的别名 env 一级指针

在C++中

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_lypop_JniDemo_getStringFromC
(JNIEnv * env, jclass jls){
return env->NewStringUTF("Hello Jni");
}

但为什么C和C++的JNIEnv不同呢?这就需要我看一下jni.h的代码了,好了,看代码

struct JNINativeInterface_;

struct JNIEnv_;

#ifdef __cplusplus
typedef JNIEnv_ JNIEnv;
#else
typedef const struct JNINativeInterface_ *JNIEnv;
#endif

当C++中JNIEnv是JNIEnv_结构体,C中JNIEnv是JNINativeInterface_结构体指针

struct JNINativeInterface_ {
    void *reserved0;
    void *reserved1;
    void *reserved2;

    void *reserved3;
    jint (JNICALL *GetVersion)(JNIEnv *env);

    jclass (JNICALL *DefineClass)
      (JNIEnv *env, const char *name, jobject loader, const jbyte *buf,
       jsize len);
    jclass (JNICALL *FindClass)
      (JNIEnv *env, const char *name);
    ...
}

在C语言中env为JNIEnv的指针,即为JNINativeInterface_的二级指针

struct JNIEnv_ {
    const struct JNINativeInterface_ *functions;
    #ifdef __cplusplus

    jint GetVersion() {
        return functions->GetVersion(this);
    }
    jclass DefineClass(const char *name, jobject loader, const jbyte *buf,
                       jsize len) {
        return functions->DefineClass(this, name, loader, buf, len);
    } 
    ...
}

在C++中只是简单调用了JNINativeInterface_结构体的方法,因为使用了指针所以this即为JNINativeInterface_的一级指针

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