JNI学习笔记
2018-10-16 本文已影响0人
c枫_撸码的日子
一、前言
最近做FM短天线客制化，硬件工程师要求插入耳机时，拉低FM短天线的en使能脚[GPIO 21脚]，拔出耳机时，拉高GPIO 21。
我想到2种实现方式，
一是底层创建节点文件，上层通过节点文件来操作底层的GPIO脚
二是底层提供JNI接口，上层直接调用即可。
第一种方式已经实现了，现在趁着空闲时间，学习JNI技术，然后自己实现第二种方式。
废话不多说，开始学习、记录、然后撸码。
二、JNI的基础知识
网上关于这一块的资源很多，因此主要记录一些细节问题。
交叉编译
指的是在一个平台上(比如：CPU架构为X86,操作系统为Windows)编译出另一个平台上(比如：CPU架构为ARM，操作系统为Linux)可以运行的本地代码。
Google提供的NDK工具就可以完成交叉编译的工作。
Android系统支持的cpu架构
1.ARM(ARMV5,ARMV7,ARMV8,ARM64-V8A等)
2.X86
3.MIPS
CPU平台：arm、x86、mipis
操作系统平台：Windows、Linux、Mac os、Unix
c函数的命名规则
本地函数命名规则: Java_包名_类名_方法名(JNIEnv* env,jobject thiz)
jstring Java_com_alpaca_jnidemo_JNI_sayHelloFromJNI(JNIEnv* env ,jobject j)
jstring Java_com_alpaca_jnidemo_JNI_sayHelloFrom_1JNI(JNIEnv* env ,jobject j)
注意，如果方法名要命名成sayHelloFrom_JNI（正常命名sayHelloFromJNI）,要在下划线前面加1：
sayHelloFrom_1JNI（）
下划线前面加1：表示_JNI连接前面的sayHelloFrom，是一个完整的方法名sayHelloFrom_JNI（）
第一个JNI代码
JNIHello.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <jni.h>
jstring Java_com_alpaca_jnidemo_JNI_sayHelloFromJNI(JNIEnv* env ,jobject j) {
char *str = "Hello From JNI!";
return (*env)->NewStringUTF(env,str);
//(**env).NewStringUTF(env,str);
//env->NewStringUTF(str);
}
JNIEnv定义如下
typedef const struct JNINativeInterface* C_JNIEnv;
#if defined(__cplusplus)
typedef _JNIEnv JNIEnv;
typedef _JavaVM JavaVM;
#else
typedef const struct JNINativeInterface* JNIEnv;
typedef const struct JNIInvokeInterface* JavaVM;
#endif
参数1：JNIEnv * 指的是 JNINativeInterface这个结构体的一级指针
env又是JNIEnv的一级指针，那么env就是JNINativeInterface这个结构体的二级指针
结构体JNINativeInterface定义了大量函数指针，供JNI开发使用
调用方式：(*env).func 或者 (**env)->func
参数2：jobject thiz 指的是调用当前native方法的java对象(和java中的this有点类似)
NewStringUTF方法定义在jni.h中，如下
jstring (*NewStringUTF)(JNIEnv*, const char*);
jstring NewStringUTF(const char* bytes)
{ return functions->NewStringUTF(this, bytes); }
JAVA和C数据类型对照表
/* Primitive types that match up with Java equivalents. */
typedef uint8_t jboolean; /* unsigned 8 bits */
typedef int8_t jbyte; /* signed 8 bits */
typedef uint16_t jchar; /* unsigned 16 bits */
typedef int16_t jshort; /* signed 16 bits */
typedef int32_t jint; /* signed 32 bits */
typedef int64_t jlong; /* signed 64 bits */
typedef float jfloat; /* 32-bit IEEE 754 */
typedef double jdouble; /* 64-bit IEEE 754 */
/* "cardinal indices and sizes" */
typedef jint jsize;
/*
* Reference types, in C.
*/
typedef void* jobject;
typedef jobject jclass;
typedef jobject jstring;
typedef jobject jarray;
typedef jarray jobjectArray;
typedef jarray jbooleanArray;
typedef jarray jbyteArray;
typedef jarray jcharArray;
typedef jarray jshortArray;
typedef jarray jintArray;
typedef jarray jlongArray;
typedef jarray jfloatArray;
typedef jarray jdoubleArray;
typedef jobject jthrowable;
typedef jobject jweak;
三、JAVA调用C函数
1.JAVA传递数据给C【int参数】add(int a,int b)
因为jnit类型就是int，因此不需要做转换，直接return 即可
typedef int32_t jint; /* signed 32 bits */
extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_alpaca_jnihello_JNIUtils_add(
JNIEnv *env, jobject instance, jint a, jint b) {
return a+b;
}
2.JAVA传递数据给C【String类型】
extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_alpaca_jnihello_JNIUtils_sayHelloFromJNI(
JNIEnv *env, jobject instance, jstring s) {
const char *str = env->GetStringUTFChars(s,NULL);//拿到String字符
//做一些你想要的操作
return env->NewStringUTF(str);//转成jstring返回
}
3.JAVA传递int数组给C【int[]】
JNIEXPORT jintArray JNICALL
Java_com_alpaca_jnihello_JNIUtils_passIntArray(
JNIEnv *env, jobject instance, jintArray intArray) {
//获取数组首地址
jint *array = env->GetIntArrayElements(intArray, NULL);
//获取数组长度
int len = env->GetArrayLength(intArray);
for (int i = 0; i <len ; ++i) {
*(array+i) += 10;//每个元素+10
}
//释放内存
env->ReleaseIntArrayElements(intArray, array, 0);
return intArray;
}
四、C调用JAVA方法（通过反射机制）
调用思想
1.找到对应的类
2.找到对应成员方法或者成员变量
3.调用相关方法
4.释放相关资源
方法签名
JNI调用Java函数的时候,JAVA可能会存在方法重载
例如
void add(int a,int b)
void add(int a int b,int c)
如果调用add，怎么确定是哪一个参数呢，这时候就要用到方法签名。
方法签名的出现就是解决方法重载问题，确定我们应该调用哪个函数。
方法签名规则
基本类型（注意大小写）
boolean z;
byte B;
char C;
short s;
int I;
long J;
float F;
double D;
void V;
类
L+类全名(其中的.用/代替) + ; 比如
java.lang.String 对应的是 Ljava/lang/String;（注意分号）
数组类型
格式:[+类型签名
如果是数组，则在前面加[加类型签名，比如
int[] -> [I
boolean[][] -> [[Z
java.lang.String [] -> [java/lang/String;
方法签名可以通过命令获取
进入相应的目录
E:\AndroidStudioProjects\JNIHello\app\build\intermediates\classes\debug
javap -s +包名+类名(不要后缀.java)
例如：
javap -s com.alpaca.jnidemo.JNI
JNIUtils .java
package com.alpaca.jnihello;
public class JNIUtils {
public native String sayHelloFromJNI(String s);
public native int add(int a,int b);
public native int[] passIntArray(int[] array);
public static native void callStaticFunction(int i);
public static native Integer callStaticFunction(long i,String str);
public static native String[] callStaticFunction(double i[],String str[]);
}
输入命令
E:\AndroidStudioProjects\JNIHello\app\build\intermediates\classes\debug>
javap -s com.alpaca.jnihello.JNIUtils
得到结果
public class com.alpaca.jnihello.JNIUtils {
public com.alpaca.jnihello.JNIUtils();
descriptor: ()V
public native java.lang.String sayHelloFromJNI(java.lang.String);
descriptor: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
public native int add(int, int);
descriptor: (II)I
public native int[] passIntArray(int[]);
descriptor: ([I)[I
public static native void callStaticFunction(int);
descriptor: (I)V
public static native java.lang.Integer callStaticFunction(long,
java.lang.String);
descriptor: (JLjava/lang/String;)Ljava/lang/Integer;
public static native java.lang.String[] callStaticFunction(double[],
java.lang.String[]);
descriptor: ([D[Ljava/lang/String;)[Ljava/lang/String;
}
括号里面代表参数，后面接返回值
1.JNI调用java中的静态方法
JNIUtils.java文件
package com.alpaca.jnihello;
import android.app.Activity;
import android.widget.Toast;
public class JNIUtils {
private static Activity mContext;
private static String name = "abc";
public void setContext(Activity mContext) {
this.mContext = mContext;
}
//----------------------------------Java调用JNI方法----------------------------
public native String sayHelloFromJNI(String s);
public native int add(int a,int b);
public native int[] passIntArray(int[] array);
//----------------------------------JNI调用Java方法----------------------------
//静态方法
public static void staticFunction(String s){
Toast.makeText(mContext,s+name,Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
//jni层静态方法
public static native void callStaticFunction();
}
c文件
extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_alpaca_jnihello_JNIUtils_callStaticFunction(JNIEnv *env, jclass type) {
//找到对应的类
jclass mClass = env->FindClass("com/alpaca/jnihello/JNIUtils");
if (mClass == NULL)
return;
//找到方法
jmethodID id = env->GetStaticMethodID(mClass,"staticFunction","
(Ljava/lang/String;)V");
if(id == NULL)
return;
//找到成员变量
jfieldID jfd = env->GetStaticFieldID(mClass,"name","Ljava/lang/String;");
if(jfd == NULL)
return;
//修改成员变量的值
jstring name = env->NewStringUTF("tom");
env->SetStaticObjectField(mClass,jfd,name);
//获取jstring字符串
jstring data = env->NewStringUTF("CALL JAVA STATIC FUNCTION");
if(data == NULL)
return;
//调用方法
env->CallStaticVoidMethod(mClass,id,data);
//释放资源
env->DeleteLocalRef(mClass);
env->DeleteLocalRef(data);
env->DeleteLocalRef(name);
}
2.JNI调用java中的实例方法
难点在于创建对象
JNIUtils.java文件
package com.alpaca.jnihello;
import android.app.Activity;
import android.widget.Toast;
public class JNIUtils {
private static Activity mContext;
private static String name = "abc";
private String address = "beijing";
public void setContext(Activity mContext) {
this.mContext = mContext;
}
public native String sayHelloFromJNI(String s);
public native int add(int a,int b);
public native int[] passIntArray(int[] array);
//-----------------------JNI调用Java方法---------------
//1.静态方法
public static void staticFunction(String s){
Toast.makeText(mContext,s+name,Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
public static native void callStaticFunction();
//2.实例方法
public void function(String s){
Toast.makeText(mContext,s+address,Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
public static native void callInstanceFunction();
}
c文件
extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_alpaca_jnihello_JNIUtils_callInstanceFunction(JNIEnv *env, jclass type) {
//找到对应的类
jclass cls = env->FindClass("com/alpaca/jnihello/JNIUtils");
if (cls == NULL)
return;
//找到成员变量
jfieldID jfieldID1 = env->GetFieldID(cls,"address","Ljava/lang/String;");
if (jfieldID1 == NULL)
return;
//找到要调用的方法
jmethodID jid = env->GetMethodID(cls,"function","(Ljava/lang/String;)V");
if (jid == NULL)
return;
//获取类的构造方法 名称都为 <init> 返回值都为 ()V
jmethodID m_constrcut = env->GetMethodID(cls,"<init>","()V");
if (m_constrcut == NULL)
return;
//创建对象
jobject jniutils =env->NewObject(cls,m_constrcut,NULL);
if (jniutils ==NULL)
return;
//得到jsting字符串
jstring msg = env->NewStringUTF("call instance method");
jstring addr = env->NewStringUTF(" shanghai ");
//修改成员变量的值
env->SetObjectField(jniutils,jfieldID1,addr);
//调用方法
env->CallVoidMethod(jniutils,jid,msg);
//释放资源
env->DeleteLocalRef(msg);
env->DeleteLocalRef(cls);
env->DeleteLocalRef(jniutils);
env->DeleteLocalRef(addr);
}
五、NDK中打印log
#include <android/log.h>
#define LOG_TAG "C_TAG"
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
NDK开发的阅读资料
NDK开发(一)————如何在Android Studio下进行NDK开发
NDK开发(二)————CMake构建NDK
NDK开发（三）——C/C++代码如何调用java层代码
NDK（四）——JNI中数组、引用和异常的处理
