本文轉(zhuǎn)自http://www.cnblogs.com/yc_sunniwell/archive/2010/07/05/1771149.html
1. 什么是 JNI
JNI是Java Native Interface的縮寫。從Java 1.1開始，JNI標(biāo)準(zhǔn)成為java平臺(tái)的一部分，它允許Java和其他語(yǔ)言進(jìn)行交互。JNI一開始為C和C++而設(shè)計(jì)的，但是它并不妨礙你使用其他語(yǔ) 言，只要調(diào)用約定受支持就可以了。使用java與本地已編譯的代碼交互，通常會(huì)喪失平臺(tái)可移植性。但是，有些情況下這樣做是可以接受的，甚至是必須的，比 如，使用一些舊的庫(kù)，與硬件、操作系統(tǒng)進(jìn)行交互，或者為了提高程序的性能。關(guān)于 JNI 的用法很簡(jiǎn)單，有點(diǎn)像 java 里的 reflect 的工作機(jī)制，有興趣的朋友可以參看Java 本地接口規(guī)范 http://linux.computersci.net/articles/jdk1.2/docs/guide/jni/spec/jniTOC.doc.html
2. Jni程序開發(fā)的一般操作步驟如下：
(1) 編寫帶有native聲明的方法的java類
(2) 使用javac 或 IDE(JBuilder,eclipse等)編譯所編寫的java類
(3) 使用javah -jni java類名生成擴(kuò)展名為h的頭文件
(4) 使用C++ 實(shí)現(xiàn)本地方法,對(duì)調(diào)用簽名可用 javap –s –p [類全名] 查看（開發(fā) C++ 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)本例是用的 VC6）
注意要從 JDK下面的 include 文件夾中把 jni.h和 jni_md.h 兩個(gè)文件 copy 到你的 VC 工程里
(5) 在 Java 中 load 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件，調(diào)用 native 方法.
或者說(shuō)將項(xiàng)目依賴的所有原生庫(kù)和資源加入到j(luò)ava項(xiàng)目的java.library.path，生成java程序
3. 開發(fā)實(shí)例
(1). 編寫 Java 類:
package org.jm.jni;
import java.util.ArrayList;
public class BackgroundProcess {
static {
System.loadLibrary("org_jm_jni_BackgroundProcess");
}
// 三個(gè) native 方法和一個(gè) int 變量
public native boolean checkValid();
public native void processData(BackgroundProcess bg);
public native void processGarbage(String[] bg);
public int num = 5;
// C++ 中可以調(diào)用的方法
public String backProcess(ArrayList<String> p) {
System.out.println("這是 Java 里的方法，在 C++ 中調(diào)用。");
System.out.println("這個(gè)方法，是 java 中 native checkValid 方法調(diào)用的。");
return "look up process ->" + p;
}
public static void main(String[] args) {
String[] array = new String[4];
array[0] = "jack";
array[1] = "maggie";
array[2] = "rocket";
array[3] = "tom";
BackgroundProcess bgP = new BackgroundProcess();
// 調(diào)用 C++ DLL 中定義的方法。
bgP.checkValid();// 該方法回調(diào) java 中的 backProcess 方法,即java::checkValid->c++::checkValid->java::backProcess
bgP.processData(bgP);
bgP.processGarbage(array);
// C++ DLL 改變了該變量
System.out.println("number 現(xiàn)在的值是: " + bgP.num);
}
}
2. 生成 C++ 的頭文件（javah 命令生成，用javap –s –p [類全名] 命令查看java 方法簽名）
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include "jni.h"
/* Header for class org_jm_jni_BackgroundProcess */
#ifndef _Included_org_jm_jni_BackgroundProcess
#define _Included_org_jm_jni_BackgroundProcess
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class: org_jm_jni_BackgroundProcess
* Method: checkValid
* Signature: ()Z
*/
JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_org_jm_jni_BackgroundProcess_checkValid
(JNIEnv *, jobject);
/*
* Class: org_jm_jni_BackgroundProcess
* Method: processData
* Signature: (Lorg/jm/jni/BackgroundProcess;)V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_org_jm_jni_BackgroundProcess_processData
(JNIEnv *, jobject, jobject);
/*
* Class: org_jm_jni_BackgroundProcess
* Method: processGarbage
* Signature: ([Ljava/lang/String;)V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_org_jm_jni_BackgroundProcess_processGarbage
(JNIEnv *, jobject, jobjectArray);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
這里JNIEXPORT和JNICALL都是JNI的關(guān)鍵字，表示此函數(shù)是要被JNI調(diào)用的。例如jint是以JNI為中介使JAVA的int類型與本地 的int溝通的一種類型，我們可以視而不見，就當(dāng)做int使用。函數(shù)的名稱是JAVA_再加上java程序的package路徑再加函數(shù)名組成的。參數(shù) 中，我們也只需要關(guān)心在JAVA程序中存在的參數(shù)，至于JNIEnv*和jclass我們一般沒(méi)有必要去碰它。
3. 開發(fā) C++ DLL 的原文件 (記得要加入 jni.h 和 jni_md.h 兩個(gè)文件)
發(fā)布 DLL 文件, 我是配置了 path 環(huán)境變量
#include "org_jm_jni_BackgroundProcess.h"
#include <iostream.h>
#include <windows.h>
#include "string.h"
char* jstringTostring(JNIEnv* env, jstring jstr)
{
char* rtn = NULL;
jclass clsstring = env->FindClass("java/lang/String");
jstring strencode = env->NewStringUTF("utf-8");
jmethodID mid = env->GetMethodID(clsstring, "getBytes", "(Ljava/lang/String;)[B");
jbyteArray barr= (jbyteArray)env->CallObjectMethod(jstr, mid, strencode);
jsize alen = env->GetArrayLength(barr);
jbyte* ba = env->GetByteArrayElements(barr, JNI_FALSE);
if (alen > 0)
{
rtn = (char*)malloc(alen + 1);
memcpy(rtn, ba, alen);
rtn[alen] = 0;
}
env->ReleaseByteArrayElements(barr, ba, 0);
return rtn;
}
//char* to jstring
jstring stoJstring(JNIEnv* env, const char* pat)
{
jclass strClass = env->FindClass("Ljava/lang/String;");
jmethodID ctorID = env->GetMethodID(strClass, "<init>", "([BLjava/lang/String;)V");
jbyteArray bytes = env->NewByteArray(strlen(pat));
env->SetByteArrayRegion(bytes, 0, strlen(pat), (jbyte*)pat);
jstring encoding = env->NewStringUTF("utf-8");
return (jstring)env->NewObject(strClass, ctorID, bytes, encoding);
}
/*
* Class: org_jm_jni_BackgroundProcess
* Method: checkValid
* Signature: ()Z
*/
JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_org_jm_jni_BackgroundProcess_checkValid
(JNIEnv *env, jobject obj){
jclass bgpClass=env->GetObjectClass(obj);
jmethodID methodId=env->GetMethodID(bgpClass,"backProcess","(Ljava/util/ArrayList;)Ljava/lang/String;");
jobject str=env->CallObjectMethod(obj,methodId,NULL);
jfieldID fieldId=env->GetFieldID(bgpClass,"num","I");
jint number=env->GetIntField(obj,fieldId);
cout << "number 值是: " <<number << endl;
env->SetIntField(obj,fieldId,100L);
return 1;
}
/*
* Class: org_jm_jni_BackgroundProcess
* Method: processData
* Signature: (Lorg/jm/jni/BackgroundProcess;)V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_org_jm_jni_BackgroundProcess_processData
(JNIEnv *env, jobject, jobject){
cout<< "this function do nothing " << endl;
}
/*
* Class: org_jm_jni_BackgroundProcess
* Method: processGarbage
* Signature: ([Ljava/lang/String;)V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_org_jm_jni_BackgroundProcess_processGarbage
(JNIEnv *env, jobject, jobjectArray array){
jint size=env->GetArrayLength(array);
cout << "數(shù)組大小是: " << size << endl;
jstring tempObj=NULL;
char *pszSTR1 = NULL;
for(int i=0;i<size;i++){
cout << "current value is : " << i << endl;
tempObj=(jstring)env->GetObjectArrayElement(array,i);
const char * chars =env->GetStringUTFChars(tempObj, 0);
cout << chars << endl;
}
}
在此，針對(duì)andorid中c++與java中的方法互調(diào)，引用參考說(shuō)明如下：
(1).andorid CPP調(diào)用java函數(shù)和訪問(wèn)其成員:原理 => CPP代碼找到j(luò)ava的那個(gè)class里面的函數(shù)的入口地址,然后在CPP代碼中調(diào)用java代碼
步驟1) 用FindClass()函數(shù)找到該java類(如android.os.Binder)的實(shí)例對(duì)象的引用:
jclass clazz = env->FindClass(kBinderPathName) = env->FindClass("android.os.Binder")
步驟2) 用GetFieldID()函數(shù)獲取到要訪問(wèn)的域(field: 實(shí)際上就是該java class中的某個(gè)成員變量的名字)的ID:
gBinderOffsets.mObject = env->GetFieldID(clazz, "mObject", "I") // mObject為java class "Binder"里的一個(gè)成員變量
-> 注意,這里將要訪問(wèn)的那個(gè)java對(duì)象的成員mObject的ID保存到了全局變量gBinderOffsets.mObject中,這樣做的前提和優(yōu)點(diǎn)如下:
前提: android里面,每個(gè)java進(jìn)程中只允許有一個(gè)java虛擬機(jī)(sun公司原始的java架構(gòu)中,一個(gè)進(jìn)程中可以有多個(gè)java虛擬機(jī))
優(yōu)點(diǎn): 除了第一次,以后每次要訪問(wèn)該java對(duì)象的成員mObject就非常快了(不用再去FindClass()和GetFieldID())
步驟3) 用GetMethodID()函數(shù)獲取到要訪問(wèn)的方法(Method: 實(shí)際上就是該java class中的某個(gè)成員函數(shù)的名字)的ID:
gBinderOffsets.mExecTransact = env->GetMethodID(clazz, "execTransact", "(IIII)Z") // execTransact為java class "Binder"里的一個(gè)成員函數(shù)
步驟4) 用類似于GetIntField()的函數(shù)獲取到該java對(duì)象的那個(gè)域(即成員)的值:
IBinder* target = (IBinder*)env->GetIntField(obj,gBinderProxyOffsets.mObject)
// 獲取java android.os.Binder類型對(duì)象里面的成員mObject的值
步驟5) 用類似于CallBooleanMethod()的函數(shù)調(diào)用到該java對(duì)象的那個(gè)成員函數(shù):
jboolean res = env->CallBooleanMethod(mObject, gBinderOffsets.mExecTransact, code, (int32_t)&data, (int32_t)reply, flags)
(2).android java調(diào)用CPP函數(shù): 原理 => 相當(dāng)于java的那個(gè)class里面有的函數(shù)使用CPP代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)了
1)通過(guò)結(jié)構(gòu)JNINativeMethod描述java代碼調(diào)用函數(shù)和CPP函數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系:
typedef struct {
const char* name; // java代碼調(diào)用CPP函數(shù)的入口
const char* signature; // CPP函數(shù)的返回值
void* fnPtr; // CPP的函數(shù)名
} JNINativeMethod;
=> 例如: java代碼通過(guò)IBinder.transact()來(lái)調(diào)用CPP的函數(shù)android_os_BinderProxy_transact()
{"transact", "(ILandroid/os/Parcel;Landroid/os/Parcel;I)Z", (void*)android_os_BinderProxy_transact},
2)將CPP函數(shù)注冊(cè)到j(luò)ava的某個(gè)class中: 使用函數(shù)AndroidRuntime::registerNativeMethods()來(lái)注冊(cè)
=> 這之后,java代碼就可以調(diào)用CPP函數(shù)了
3)java代碼調(diào)用CPP函數(shù)方法:
IBinder.transact()
總結(jié)其原理：C/C++要調(diào)用JAVA程序，必須先加載JAVA虛擬機(jī)，由JAVA虛擬機(jī)解釋執(zhí)行class文件。為了初始化JAVA虛擬機(jī)，JNI提供了一系列的接口函數(shù)，通過(guò)這些函數(shù)方便地加載虛擬機(jī)到內(nèi)存中。
1). 加載虛擬機(jī)：
函數(shù)：jint JNI_CreateJavaVM(JavaVM **pvm, void **penv, void args);
參數(shù)說(shuō)明：JavaVM **pvm JAVA虛擬機(jī)指針,第二個(gè)參數(shù)JNIEnv *env是貫穿整個(gè)調(diào)用過(guò)程的一個(gè)參數(shù),因?yàn)楹竺娴乃泻瘮?shù)都需要這個(gè)參數(shù),需注意的是第三個(gè)參數(shù),在jdk1.1與1.2版本有些不同,在JDK 1.1中第三個(gè)參數(shù)總是指向一個(gè)結(jié)構(gòu)JDK1_ 1InitArgs，這個(gè)結(jié)構(gòu)無(wú)法完全在所有版本的虛擬機(jī)中進(jìn)行無(wú)縫移植。所以為了保證可移植性,建議使用jdk1.2的方法加載虛擬機(jī)。
2). 獲取指定對(duì)象的類定義:
有兩種方法可獲得類定義,一是在已知類名的情況使用FindClass來(lái)獲取；二是通過(guò)對(duì)象直接得到類定義GetObjectClass
3). 獲取要調(diào)用的方法：
獲得非靜態(tài)方法：
jmethodID (JNICALL *GetMethodID)(JNIEnv *env, jclass clazz, const char *name, const char *sig);
獲得靜態(tài)方法：
jmethodID (JNICALL *GetStaticMethodID)(JNIEnv *env, jclass class, const char *name, const char *sig);
參數(shù)說(shuō)明：JNIEnv *env初始化是得到的JNI環(huán)境；jclass class前面已獲取到的類定義；const char *name方法名；const char *sig方法參數(shù)定義
4). 調(diào)用JAVA類方法：
函數(shù)：CallObjectMethod（JNIEnv *env， jobject obj, jmethodID mid）；
函數(shù)：CallStaticObjectMethod（（JNIEnv *env， jobject obj, jmethodID mid）；
5). 獲得類屬性的定義：
jfieldID (JNICALL *GetFieldID) (JNIEnv *env, jclass clazz, const char *name, const char *sig);
靜態(tài)屬性：
jfieldID (JNICALL *GetStaticFieldID) (JNIEnv *env, jclass clazz, const char *name, const char *sig);
6). 數(shù)組處理：
要?jiǎng)?chuàng)建數(shù)組首先要知道類型及長(zhǎng)度，JNI提供了一系列的數(shù)組類型及操作的函數(shù)如：
NewIntArray、NewLongArray、NewShortArray、NewFloatArray、NewDoubleArray、 NewBooleanArray、NewStringUTF、NewCharArray、NewByteArray、NewString，訪問(wèn)通過(guò) GetBooleanArrayElements、GetIntArrayElements等函數(shù)。
7). 異常：
由于調(diào)用了Java的方法，會(huì)產(chǎn)生異常。這些異常在C/C++中無(wú)法通過(guò)本身的異常處理機(jī)制來(lái)捕捉到，但可以通過(guò)JNI一些函數(shù)來(lái)獲取Java中拋出的異常信息。
8).多線程調(diào)用
我們知道JAVA是非常消耗內(nèi)存的，我們希望在多線程中能共享一個(gè)JVM虛擬機(jī)，真正消耗大量系統(tǒng)資源的是JAVA虛擬機(jī)jvm而不是虛擬機(jī)環(huán)境 env，jvm是允許多個(gè)線程訪問(wèn)的，但是虛擬機(jī)環(huán)境只能被創(chuàng)建它本身的線程所訪問(wèn)，而且每個(gè)線程必須創(chuàng)建自己的虛擬機(jī)環(huán)境env。JNI提供了兩個(gè)函 數(shù)：AttachCurrentThread和DetachCurrentThread。便于子線程創(chuàng)建自己的虛擬機(jī)環(huán)境。
4. java與dll交互的技術(shù)
目前java與dll交互的技術(shù)主要有3種：jni，jawin和jacob。Jni（Java Native Interface）是sun提供的java與系統(tǒng)中的原生方法交互的技術(shù)（在windows\linux系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)java與native method互調(diào)）。目前只能由c/c++實(shí)現(xiàn)。后兩個(gè)都是sourceforge上的開源項(xiàng)目，同時(shí)也都是基于jni技術(shù)的windows系統(tǒng)上的一個(gè) 應(yīng)用庫(kù)。Jacob（Java-Com Bridge）提供了java程序調(diào)用microsoft的com對(duì)象中的方法的能力。而除了com對(duì)象外，jawin（Java/Win32 integration project）還可以win32-dll動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的方法。就功能而言：jni >> jawin>jacob，其大致的結(jié)構(gòu)如下圖：
就易用性而言，正好相反：jacob>jawin>>jni。
Jvm封裝了各種操作系統(tǒng)實(shí)際的差異性的同時(shí)，提供了jni技術(shù)，使得開發(fā)者可以通過(guò)java程序（代碼）調(diào)用到操作系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的庫(kù)函數(shù)，從而與 其他技術(shù)和系統(tǒng)交互，使用其他技術(shù)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)的功能；同時(shí)其他技術(shù)和系統(tǒng)也可以通過(guò)jni提供的相應(yīng)原生接口開調(diào)用java應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的功能。在 windows系統(tǒng)上，一般可執(zhí)行的應(yīng)用程序都是基于native的PE結(jié)構(gòu)，windows上的jvm也是基于native結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。Java應(yīng)用體 系都是構(gòu)建于jvm之上。
Jni對(duì)于應(yīng)用本身來(lái)說(shuō)，可以看做一個(gè)代理模式。對(duì)于開發(fā)者來(lái)說(shuō)，需要使用c/c++來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)代理程序（jni程序）來(lái)實(shí)際操作目標(biāo)原生函數(shù)，java程序中則是jvm通過(guò)加載并調(diào)用此jni程序來(lái)間接地調(diào)用目標(biāo)原生函數(shù)。
5. Android中jni的現(xiàn)有應(yīng)用
(1).從如何載入.so檔案談起
由于Android的應(yīng)用層的類都是以Java寫的，這些Java類編譯為Dex型式的Bytecode之后，必須靠Dalvik虛擬機(jī)(VM: Virtual Machine)來(lái)執(zhí)行。VM在Android平臺(tái)里，扮演很重要的角色。此外，在執(zhí)行Java類的過(guò)程中，如果Java類需要與C組件溝通時(shí)，VM就會(huì) 去載入C組件，然后讓Java的函數(shù)順利地調(diào)用到C組件的函數(shù)。此時(shí)，VM扮演著橋梁的角色，讓Java與C組件能通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的JNI介面而相互溝通。應(yīng)用 層的Java類是在虛擬機(jī)(VM: Vitual Machine)上執(zhí)行的，而C件不是在VM上執(zhí)行，那么Java程式又如何要求VM去載入(Load)所指定的C組件呢? 可使用下述指令：
System.loadLibrary(*.so的檔案名);
例如，Android框架里所提供的MediaPlayer.java類，含指令：
public class MediaPlayer{
static {
System.loadLibrary("media_jni");
}
}
這要求VM去載入Android的/system/lib/libmedia_jni.so檔案。載入*.so之后，Java類與*.so檔案就匯合起來(lái)，一起執(zhí)行了。
(2).如何撰寫*.so的入口函數(shù)
---- JNI_OnLoad()與JNI_OnUnload()函數(shù)的用途
當(dāng)Android的VM(Virtual Machine)執(zhí)行到System.loadLibrary()函數(shù)時(shí)，首先會(huì)去執(zhí)行C組件里的JNI_OnLoad()函數(shù)。它的用途有二：
1)告訴VM此C組件使用那一個(gè)JNI版本。如果你的*.so檔沒(méi)有提供JNI_OnLoad()函數(shù)，VM會(huì)默認(rèn)該*.so檔是使用最老的JNI 1.1版本。由于新版的JNI做了許多擴(kuò)充，如果需要使用JNI的新版功能，例如JNI 1.4的java.nio.ByteBuffer,就必須藉由JNI_OnLoad()函數(shù)來(lái)告知VM。
2)由于VM執(zhí)行到System.loadLibrary()函數(shù)時(shí)，就會(huì)立即先呼叫JNI_OnLoad()，所以C組件的開發(fā)者可以藉由JNI_OnLoad()來(lái)進(jìn)行C組件內(nèi)的初期值之設(shè)定(Initialization) 。
例如，在Android的/system/lib/libmedia_jni.so檔案里，就提供了JNI_OnLoad()函數(shù)，其程式碼片段為：
//#define LOG_NDEBUG 0
#define LOG_TAG "MediaPlayer-JNI"
jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
{
JNIEnv* env = NULL;
jint result = -1;
if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
LOGE("ERROR: GetEnv failed\n");
goto bail;
}
assert(env != NULL);
if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) {
LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed\n");
goto bail;
}
if (register_android_media_MediaRecorder(env) < 0) {
LOGE("ERROR: MediaRecorder native registration failed\n");
goto bail;
}
if (register_android_media_MediaScanner(env) < 0) {
LOGE("ERROR: MediaScanner native registration failed\n");
goto bail;
}
if (register_android_media_MediaMetadataRetriever(env) < 0) {
LOGE("ERROR: MediaMetadataRetriever native registration failed\n");
goto bail;
}
/* success -- return valid version number */
result = JNI_VERSION_1_4;
bail:
return result;
}
此函數(shù)回傳JNI_VERSION_1_4值給VM，于是VM知道了其所使用的JNI版本了。此外，它也做了一些初期的動(dòng)作(可呼叫任何本地函數(shù))，例如指令：
if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) {
LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed\n");
goto bail;
}
就將此組件提供的各個(gè)本地函數(shù)(Native Function)登記到VM里，以便能加快后續(xù)呼叫本地函數(shù)的效率。
JNI_OnUnload()函數(shù)與JNI_OnLoad()相對(duì)應(yīng)的。在載入C組件時(shí)會(huì)立即呼叫JNI_OnLoad()來(lái)進(jìn)行組件內(nèi)的初期動(dòng)作；而當(dāng) VM釋放該C組件時(shí)，則會(huì)呼叫JNI_OnUnload()函數(shù)來(lái)進(jìn)行善后清除動(dòng)作。當(dāng)VM呼叫JNI_OnLoad()或JNI_Unload()函數(shù) 時(shí)，都會(huì)將VM的指針(Pointer)傳遞給它們，其參數(shù)如下：
jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) { }
jint JNI_OnUnload(JavaVM* vm, void* reserved){ }
在JNI_OnLoad()函數(shù)里，就透過(guò)VM之指標(biāo)而取得JNIEnv之指標(biāo)值，并存入env指標(biāo)變數(shù)里，如下述指令：
jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved){
JNIEnv* env = NULL;
jint result = -1;
if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
LOGE("ERROR: GetEnv failed\n");
goto bail;
}
}
由于VM通常是多執(zhí)行緒(Multi-threading)的執(zhí)行環(huán)境。每一個(gè)執(zhí)行緒在呼叫JNI_OnLoad()時(shí)，所傳遞進(jìn)來(lái)的JNIEnv指標(biāo) 值都是不同的。為了配合這種多執(zhí)行緒的環(huán)境，C組件開發(fā)者在撰寫本地函數(shù)時(shí)，可藉由JNIEnv指標(biāo)值之不同而避免執(zhí)行緒的資料沖突問(wèn)題，才能確保所寫的 本地函數(shù)能安全地在Android的多執(zhí)行緒VM里安全地執(zhí)行。基于這個(gè)理由，當(dāng)在呼叫C組件的函數(shù)時(shí)，都會(huì)將JNIEnv指標(biāo)值傳遞給它，如下：
jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
{
JNIEnv* env = NULL;
if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) {
}
}
這JNI_OnLoad()呼叫register_android_media_MediaPlayer(env)函數(shù)時(shí)，就將env指標(biāo)值傳遞過(guò)去。如 此，在register_android_media_MediaPlayer()函數(shù)就能藉由該指標(biāo)值而區(qū)別不同的執(zhí)行緒，以便化解資料沖突的問(wèn)題。
例如，在register_android_media_MediaPlayer()函數(shù)里，可撰寫下述指令：
if ((*env)->MonitorEnter(env, obj) != JNI_OK) {
}
查看是否已經(jīng)有其他執(zhí)行緒進(jìn)入此物件，如果沒(méi)有，此執(zhí)行緒就進(jìn)入該物件里執(zhí)行了。還有，也可撰寫下述指令：
if ((*env)->MonitorExit(env, obj) != JNI_OK) {
}
查看是否此執(zhí)行緒正在此物件內(nèi)執(zhí)行，如果是，此執(zhí)行緒就會(huì)立即離開。
(3). registerNativeMethods()函數(shù)的用途
應(yīng)用層級(jí)的Java類別透過(guò)VM而呼叫到本地函數(shù)。一般是仰賴VM去尋找*.so里的本地函數(shù)。如果需要連續(xù)呼叫很多次，每次都需要尋找一遍，會(huì)多花許多時(shí)間。此時(shí)，組件開發(fā)者可以自行將本地函數(shù)向VM進(jìn)行登記。例如，在Android的/system/lib/libmedia_jni.so檔案里的代碼段如下：
//#define LOG_NDEBUG 0
#define LOG_TAG "MediaPlayer-JNI"
static JNINativeMethod gMethods[] = {
{"setDataSource", "(Ljava/lang/String;)V",
(void *)android_media_MediaPlayer_setDataSource},
{"setDataSource", "(Ljava/io/FileDescriptor;JJ)V",
(void *)android_media_MediaPlayer_setDataSourceFD},
{"prepare", "()V", (void *)android_media_MediaPlayer_prepare},
{"prepareAsync", "()V", (void *)android_media_MediaPlayer_prepareAsync},
{"_start", "()V", (void *)android_media_MediaPlayer_start},
{"_stop", "()V", (void *)android_media_MediaPlayer_stop},
{"getVideoWidth", "()I", (void *)android_media_MediaPlayer_getVideoWidth},
{"getVideoHeight", "()I", (void *)android_media_MediaPlayer_getVideoHeight},
{"seekTo", "(I)V", (void *)android_media_MediaPlayer_seekTo},
{"_pause", "()V", (void *)android_media_MediaPlayer_pause},
{"isPlaying", "()Z", (void *)android_media_MediaPlayer_isPlaying},
{"getCurrentPosition", "()I", (void *)android_media_MediaPlayer_getCurrentPosition},
{"getDuration", "()I", (void *)android_media_MediaPlayer_getDuration},
{"_release", "()V", (void *)android_media_MediaPlayer_release},
{"_reset", "()V", (void *)android_media_MediaPlayer_reset},
{"setAudioStreamType","(I)V", (void *)android_media_MediaPlayer_setAudioStreamType},
{"setLooping", "(Z)V", (void *)android_media_MediaPlayer_setLooping},
{"setVolume", "(FF)V", (void *)android_media_MediaPlayer_setVolume},
{"getFrameAt", "(I)Landroid/graphics/Bitmap;",
(void *)android_media_MediaPlayer_getFrameAt},
{"native_setup", "(Ljava/lang/Object;)V",
(void *)android_media_MediaPlayer_native_setup},
{"native_finalize", "()V", (void *)android_media_MediaPlayer_native_finalize},
};
static int register_android_media_MediaPlayer(JNIEnv *env){
return AndroidRuntime::registerNativeMethods(env,
"android/media/MediaPlayer", gMethods, NELEM(gMethods));
}
jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved){
if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) {
LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed\n");
goto bail;
}
}
當(dāng)VM載入libmedia_jni.so檔案時(shí)，就呼叫JNI_OnLoad()函數(shù)。接著，JNI_OnLoad()呼叫 register_android_media_MediaPlayer()函數(shù)。此時(shí)，就呼叫到 AndroidRuntime::registerNativeMethods()函數(shù)，向VM(即AndroidRuntime)登記gMethods[]表格所含的本地函數(shù)了。簡(jiǎn)而言之，registerNativeMethods()函數(shù)的用途有二：
1) 更有效率去找到函數(shù)。
2) 可在執(zhí)行期間進(jìn)行抽換。由于gMethods[]是一個(gè)<名稱，函數(shù)指針>對(duì)照表，在程序執(zhí)行時(shí)，可多次呼叫registerNativeMethods()函數(shù)來(lái)更換本地函數(shù)之指針，而達(dá)到彈性抽換本地函數(shù)之目的。
(4). Andoird 中使用了一種不同傳統(tǒng)Java JNI的方式來(lái)定義其native的函數(shù)。其中很重要的區(qū)別是Andorid使用了一種Java 和 C 函數(shù)的映射表數(shù)組，并在其中描述了函數(shù)的參數(shù)和返回值。這個(gè)數(shù)組的類型是JNINativeMethod，定義如下：
typedef struct {
const char* name; /*Java中函數(shù)的名字*/
const char* signature; /*描述了函數(shù)的參數(shù)和返回值*/
void* fnPtr; /*函數(shù)指針，指向C函數(shù)*/
} JNINativeMethod;
其中比較難以理解的是第二個(gè)參數(shù)，例如 "()V" ,"(II)V", "(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V". 實(shí)際上這些字符是與函數(shù)的參數(shù)類型一一對(duì)應(yīng)的。"()" 中的字符表示參數(shù)，后面的則代表返回值。例如"()V" 就表示void Func(); "(II)V" 表示 void Func(int, int);
具體的每一個(gè)字符的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下:
字符 Java類型 C類型
V void void
Z jboolean boolean
I jint int
J jlong long
D jdouble double
F jfloat float
B jbyte byte
C jchar char
S jshort short
數(shù)組則以"["開始，用兩個(gè)字符表示
[I jintArray int[]
[F jfloatArray float[]
[B jbyteArray byte[]
[C jcharArray char[]
[S jshortArray short[]
[D jdoubleArray double[]
[J jlongArray long[]
[Z jbooleanArray boolean[]
上面的都是基本類型。如果Java函數(shù)的參數(shù)是class，則以"L"開頭，以";"結(jié)尾，中間是用"/" 隔開的包及類名。而其對(duì)應(yīng)的C函數(shù)名的參數(shù)則為jobject. 一個(gè)例外是String類，其對(duì)應(yīng)的類為jstring
Ljava/lang/String; String jstring
Ljava/net/Socket; Socket jobject
如果JAVA函數(shù)位于一個(gè)嵌入類，則用$作為類名間的分隔符。
例如 "(Ljava/lang/String;Landroid/os/FileUtils$FileStatus;)Z"
6. Android JNI編程實(shí)踐
(1) 直接使用java本身jni接口（windows/ubuntu）
1). 在Eclipsh中新建一個(gè)android應(yīng)用程序。兩個(gè)類：一個(gè)繼承于Activity，UI顯示用。另一個(gè)包含native方法。編譯生成所有類。
jnitest.java文件：
package com.hello.jnitest;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
public class jnitest extends Activity {
/** Called when the activity is first created. */
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
Nadd cal = new Nadd();
setTitle("The Native Add Result is " + String.valueOf(cal.nadd(10, 19)));
}
}
Nadd.java文件：
package com.hello.jnitest;
public class Nadd {
static {
System.loadLibrary("Nadd");
}
public native int nadd(int a, int b);
}
以上在windows中完成。
2). 使用javah命令生成C/C++的.h文件。注意類要包含包名，路徑文件夾下要包含所有包中的類，否則會(huì)報(bào)找不到類的錯(cuò)誤。classpath參數(shù)指定到包名前一級(jí)文件夾，文件夾層次結(jié)構(gòu)要符合java類的組織層次結(jié)構(gòu)。
javah -classpath ../jnitest/bin com.hello.jnitest.Nadd
com_hello_jnitest_Nadd .h文件：
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_hello_jnitest_Nadd */
#ifndef _Included_com_hello_jnitest_Nadd
#define _Included_com_hello_jnitest_Nadd
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class: com_hello_jnitest_Nadd
* Method: nadd
* Signature: (II)I
*/
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_hello_jnitest_Nadd_nadd
(JNIEnv *, jobject, jint, jint);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
3).編輯.c文件實(shí)現(xiàn)native方法。
com_hello_jnitest_Nadd.c文件：
#include <stdlib.h>
#include "com_hello_jnitest_Nadd.h"
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_hello_jnitest_Nadd_nadd(JNIEnv * env, jobject c, jint a, jint b)
{
return (a+b);
}
4).編譯.c文件生存動(dòng)態(tài)庫(kù)。
arm-none-linux-gnueabi-gcc -I/home/a/work/android/jdk1.6.0_17/include -I/home/a/work/android/jdk1.6.0_17/include/linux -fpic -c com_hello_jnitest_Nadd.c
arm-none-linux-gnueabi-ld -T/home/a/CodeSourcery/Sourcery_G++_Lite/arm-none-linux-gnueabi/lib/ldscripts/armelf_linux_eabi.xsc -share -o libNadd.so com_hello_jnitest_Nadd.o
得到libNadd.so文件。
以上在ubuntu中完成。
5).將相應(yīng)的動(dòng)態(tài)庫(kù)文件push到avd的system/lib中:adb push libNadd.so /system/lib。若提示Read-only file system錯(cuò)誤，運(yùn)行adb remount命令，即可。
Adb push libNadd.so /system/lib
6).在eclipsh中運(yùn)行原應(yīng)用程序即可。
以上在windows中完成。
對(duì)于一中生成的so文件也可采用二中的方法編譯進(jìn)apk包中。只需在工程文件夾中建libs\armeabi文件夾（其他文件夾名無(wú)效，只建立libs文件夾也無(wú)效），然后將so文件拷入，編譯工程即可。
(2).使用NDK生成本地方法（ubuntu and windows）
1).安裝NDK：解壓，然后進(jìn)入NDK解壓后的目錄，運(yùn)行build/host-setup.sh（需要Make 3.81和awk）。若有錯(cuò)，修改host-setup.sh文件：將#!/bin/sh修改為#!/bin/bash，再次運(yùn)行即可。
2).在apps文件夾下建立自己的工程文件夾，然后在該文件夾下建一文件Application.mk和項(xiàng)project文件夾。
Application.mk文件：
APP_PROJECT_PATH := $(call my-dir)/project
APP_MODULES := myjni
3).在project文件夾下建一jni文件夾，然后新建Android.mk和myjni.c。這里不需要用javah生成相應(yīng)的.h文件，但函數(shù)名要包含相應(yīng)的完整的包、類名。
4).編輯相應(yīng)文件內(nèi)容。
Android.mk文件：
# Copyright (C) 2009 The Android Open Source Project
#
# Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
# you may not use this file except in compliance with the License.
# You may obtain a copy of the License at
#
# http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
#
# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
# See the License for the specific language governing permissions and
# limitations under the License.
#
LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := myjni
LOCAL_SRC_FILES := myjni.c
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
myjni.c文件：
#include <string.h>
#include <jni.h>
jstring
Java_com_hello_NdkTest_NdkTest_stringFromJNI( JNIEnv* env,
jobject thiz )
{
return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from My-JNI !");
}
myjni文件組織：
a@ubuntu:~/work/android/ndk-1.6_r1/apps$ tree myjni
myjni
|-- Application.mk
`-- project
|-- jni
| |-- Android.mk
| `-- myjni.c
`-- libs
`-- armeabi
`-- libmyjni.so
4) directories, 4 files
5) 編譯：make APP=myjni.
以上內(nèi)容在ubuntu完成。以下內(nèi)容在windows中完成。當(dāng)然也可以在ubuntu中完成。
6) 在eclipsh中創(chuàng)建android application。將myjni中自動(dòng)生成的libs文件夾拷貝到當(dāng)前工程文件夾中，編譯運(yùn)行即可。
NdkTest.java文件：
package com.hello.NdkTest;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;
public class NdkTest extends Activity {
/** Called when the activity is first created. */
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
TextView tv = new TextView(this);
tv.setText( stringFromJNI() );
setContentView(tv);
}
public native String stringFromJNI();
static {
System.loadLibrary("myjni");
}
}
對(duì)于二中生成的so文件也可采用一中的方法push到avd中運(yùn)行。