Android NDK開發（1）—– Java與C互相調用實例詳解

一、概述
對於大部分應用開發者來說可能都不怎麼接觸到NDK，但如果涉及到硬件操作的話就不得不使用NDK瞭。使用NDK還有另一個原因，就是C/C++的效率比較高，因此我們可以把一些耗時的操作放在NDK中實現。
關於java與c/c++的互相調用，網上有一大堆的文章介紹。但仔細觀察可以發現，基本都是講在java中調用一個本地方法，然後由該本地方法直接返回一個參數給java（例如，在java中定義的本地方法為private int callJNI(int i)）。但在大多數時候要求的並不是由開發者在java層主動去調JNI中的函數來返回想要的數據，而是由JNI主動去調java中的函數。舉個最簡單的例子，Android中的Camera，圖像數據由內核一直往上傳到java層，然而這些數據的傳遞並不需要開發者每一次主動去調用來JNI中的函數來獲取，而是由JNI主動傳給用java中方法，這類似於Linux驅動機制中的異步通知。

二、要求
用NDK實現Java與C/C++互調，實現int，string，byte[]這三種類型的互相傳遞。

三、實現
      下面的實現中，每次java調用JNI中的某個函數時，最後會在該函數裡回調java中相應的方法而不是直接返回一個參數。可能你會覺得這不還是每次都是由開發者來主動調用嗎，其實這隻是為瞭講解而已，在實際應用中，回調java中的方法應該由某個事件（非java層）來觸發。
      新建工程MyCallback，修改main.xml文件，在裡面添加3個Button，分別對應3種類型的調用和3個TextView分別顯示由JNI回調java時傳給java的數據。完整的main.xml文件如下：

1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
2 <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
3     android:layout_width="fill_parent"
4     android:layout_height="fill_parent"
5     android:orientation="vertical" >
6
7     <Button
8         android:id="@+id/intbutton"
9         android:layout_width="fill_parent"
10         android:layout_height="wrap_content"
11         android:text="傳給JNI一個整數1"
12         />
13
14     <TextView
15         android:id="@+id/inttextview"
16         android:layout_width="fill_parent"
17         android:layout_height="wrap_content"
18         android:text="接收到的整數："
19         />
20
21     <Button
22         android:id="@+id/stringbutton"
23         android:layout_width="fill_parent"
24         android:layout_height="wrap_content"
25         android:text="傳給JNI一個字符A"
26         />
27
28     <TextView
29         android:id="@+id/stringtextview"
30         android:layout_width="fill_parent"
31         android:layout_height="wrap_content"
32         android:text="接收到的字符："
33         />
34
35     <Button
36         android:id="@+id/arraybutton"
37         android:layout_width="fill_parent"
38         android:layout_height="wrap_content"
39         android:text="傳給JNI一個數組12345"
40         />
41
42     <TextView
43         android:id="@+id/arraytextview"
44         android:layout_width="fill_parent"
45         android:layout_height="wrap_content"
46         android:text="接收到的數組："
47         />
48
49
50 </LinearLayout>

修改MyCallbackActivity.java文件，定義瞭一個Handler，當JNI回調java的方法時，用來發送消息；實現3個Button的監聽。如下：

1 package com.nan.callback;
2
3 import android.app.Activity;
4 import android.os.Bundle;
5 import android.os.Handler;
6 import android.os.Message;
7 import android.view.View;
8 import android.widget.Button;
9 import android.widget.TextView;
10
11
12 public class MyCallbackActivity extends Activity
13 {
14     private Button intButton = null;
15     private Button stringButton = null;
16     private Button arrayButton = null;
17     private TextView intTextView = null;
18     private TextView stringTextView = null;
19     private TextView arrayTextView = null;
20
21     private Handler mHandler = null;
22
23
24     /** Called when the activity is first created. */
25     @Override
26     public void onCreate(Bundle savedInstanceState)
27     {
28         super.onCreate(savedInstanceState);
29         setContentView(R.layout.main);
30
31         intButton = (Button)this.findViewById(R.id.intbutton);
32         //註冊按鈕監聽
33         intButton.setOnClickListener(new ClickListener());
34         stringButton = (Button)this.findViewById(R.id.stringbutton);
35         //註冊按鈕監聽
36         stringButton.setOnClickListener(new ClickListener());
37         arrayButton = (Button)this.findViewById(R.id.arraybutton);
38         //註冊按鈕監聽
39         arrayButton.setOnClickListener(new ClickListener());
40
41         intTextView = (TextView)this.findViewById(R.id.inttextview);
42         stringTextView = (TextView)this.findViewById(R.id.stringtextview);
43         arrayTextView = (TextView)this.findViewById(R.id.arraytextview);
44
45         //消息處理
46         mHandler = new Handler()
47         {
48             @Override
49             public void handleMessage(Message msg)
50             {
51                 switch(msg.what)
52                 {
53                     //整型
54                     case 0:
55                     {
56                         intTextView.setText(msg.obj.toString());
57                         break;
58                     }
59                     //字符串
60                     case 1:
61                     {
62                         stringTextView.setText(msg.obj.toString());
63                         break;
64                     }
65                     //數組
66                     case 2:
67                     {   byte[] b = (byte[])msg.obj;
68                         arrayTextView.setText(Byte.toString(b[0])+Byte.toString(b[1])+Byte.toString(b[2])+Byte.toString(b[3])+Byte.toString(b[4]));
69                         break;
70                     }
71                 }
72
73             }
74
75         };
76
77
78     }
79
80     //按鈕監聽實現
81     public class ClickListener implements View.OnClickListener
82     {
83
84         @Override
85         public void onClick(View v)
86         {
87             // TODO Auto-generated method stub
88             switch(v.getId())
89             {
90                 case R.id.intbutton:
91                 {
92                     //調用JNI中的函數
93                     callJNIInt(1);
94                     break;
95                 }
96                 case R.id.stringbutton:
97                 {
98                     //調用JNI中的函數
99                     callJNIString("你好A");
100                     break;
101                 }
102                 case R.id.arraybutton:
103                 {
104                     //調用JNI中的函數
105                     callJNIByte(new byte[]{1,2,3,4,5});
106                     break;
107                 }
108             }
109         }
110
111     }
112
113
114     //被JNI調用，參數由JNI傳入
115     private void callbackInt(int i)
116     {
117         Message msg = new Message();
118         //消息類型
119         msg.what = 0;
120         //消息內容
121         msg.obj = i;
122         //發送消息
123         mHandler.sendMessage(msg);
124     }
125
126     //被JNI調用，參數由JNI傳入
127     private void callbackString(String s)
128     {
129         Message msg = new Message();
130         //消息類型
131         msg.what = 1;
132         //消息內容
133         msg.obj = s;
134         //發送消息
135         mHandler.sendMessage(msg);
136     }
137
138     //被JNI調用，參數由JNI傳入
139     private void callbackByte(byte[] b)
140     {
141         Message msg = new Message();
142         //消息類型
143         msg.what = 2;
144         //消息內容
145         msg.obj = b;
146         //發送消息
147         mHandler.sendMessage(msg);
148     }
149
150     //本地方法，由java調用
151     private native void callJNIInt(int i);
152     private native void callJNIString(String s);
153     private native void callJNIByte(byte[] b);
154
155     static
156     {
157         //加載本地庫
158         System.loadLibrary("myjni");
159     }
160
161 }

最後就是本篇隨筆的“重頭戲”，在工程的根目錄下新建jni文件夾，在裡面添加一個Android.mk文件和一個callback.c文件，Android.mk文件如下：

1 LOCAL_PATH := $(call my-dir)
2
3 include $(CLEAR_VARS)
4
5 LOCAL_MODULE := myjni
6 LOCAL_SRC_FILES := callback.c
7
8 LOCAL_LDLIBS := -llog
9
10 include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

callback.c文件如下：

1 #include <string.h>
2 #include <stdio.h>
3 #include <stdlib.h>
4 #include <unistd.h>
5 #include <sys/ioctl.h>
6 #include <sys/types.h>
7 #include <sys/stat.h>
8 #include <fcntl.h>
9
10 #include <jni.h>
11 #include <android/log.h>
12
13 #define LOGI(…) ((void)__android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "native-activity", __VA_ARGS__))
14 #define LOGW(…) ((void)__android_log_print(ANDROID_LOG_WARN, "native-activity", __VA_ARGS__))
15
16
17
18 /**********傳輸整數*************
19
20 */
21 JNIEXPORT void JNICALL Java_com_nan_callback_MyCallbackActivity_callJNIInt( JNIEnv* env, jobject obj , jint i)
22 {
23     //找到java中的類
24     jclass cls = (*env)->FindClass(env, "com/nan/callback/MyCallbackActivity");
25     //再找類中的方法
26     jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "callbackInt", "(I)V");
27     if (mid == NULL)
28     {
29         LOGI("int error");
30         return;
31     }
32     //打印接收到的數據
33     LOGI("from java int: %d",i);
34     //回調java中的方法
35     (*env)->CallVoidMethod(env, obj, mid ,i);
36
37 }
38
39 /********傳輸字符串*************
41 */
42 JNIEXPORT void JNICALL Java_com_nan_callback_MyCallbackActivity_callJNIString( JNIEnv* env, jobject obj , jstring s)
43 {
44     //找到java中的類
45     jclass cls = (*env)->FindClass(env, "com/nan/callback/MyCallbackActivity");
46     //再找類中的方法
47     jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "callbackString", "(Ljava/lang/String;)V");
48     if (mid == NULL)
49     {
50         LOGI("string error");
51         return;
52     }
53     const char *ch;
54     //獲取由java傳過來的字符串
55     ch = (*env)->GetStringUTFChars(env, s, NULL);
56     //打印
57     LOGI("from java string: %s",ch);
58     (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, s, ch);
59     //回調java中的方法
60     (*env)->CallVoidMethod(env, obj, mid ,(*env)->NewStringUTF(env,"你好haha"));
61
62 }
63
64 /********傳輸數組(byte[])*************
65 */
66 JNIEXPORT void JNICALL Java_com_nan_callback_MyCallbackActivity_callJNIByte( JNIEnv* env, jobject obj , jbyteArray b)
67 {
68     //找到java中的類
69     jclass cls = (*env)->FindClass(env, "com/nan/callback/MyCallbackActivity");
70     //再找類中的方法
71     jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "callbackByte", "([B)V");
72     if (mid == NULL)
73     {
74         LOGI("byte[] error");
75         return;
76     }
77
78     //獲取數組長度
79     jsize length = (*env)->GetArrayLength(env,b);
80     LOGI("length: %d",length);
81     //獲取接收到的數據
82     int i;
83     jbyte* p = (*env)->GetByteArrayElements(env,b,NULL);
84     //打印
85     for(i=0;i<length;i++)
86     {
87         LOGI("%d",p[i]);
88     }
89
90     char c[5];
91     c[0] = 1;c[1] = 2;c[2] = 3;c[3] = 4;c[4] = 5;
92     //構造數組
93     jbyteArray carr = (*env)->NewByteArray(env,length);
94     (*env)->SetByteArrayRegion(env,carr,0,length,c);
95     //回調java中的方法
96     (*env)->CallVoidMethod(env, obj, mid ,carr);
97 }