在一些Android應用的開發中,需要通過JNI和Android NDK工具實現JAVA和C/C++之間的相互調用。
Java Native Interface (JNI)標準是java平臺的一部分,它允許Java代碼和其他語言寫的代碼進行交互。JNI是本地編程接口,它使得在Java虛擬機(VM)內部運行的Java代碼能夠與用其它編程語言(如C、C++和匯編語言)編寫的應用程序和庫進行交互操作。
由於Android的應用層的類都是以Java寫的,這些Java類編譯為Dex型式的Bytecode之後,必須靠Dalvik虛擬機(VM: Virtual Machine)來執行。在執行Java類的過程中,如果Java類需要與C組件溝通時,VM就會去載入C組件,然後讓Java的函數順利地調用到C組件的函數。此時,VM扮演著橋梁的角色,讓Java與C組件能通過標準的JNI介面而相互溝通。
在實際應用中這兩者之間的調用關系可以歸納為以下四種方式:
1. 在應用的JAVA代碼中調用NDK中C/C++實現的函數。
2. 在NDK開發中的C/C++代碼調用應用中JAVA類的靜態函數。
3. 在NDK開發中的C/C++代碼調用應用中JAVA類當前傳入NDK中的實例的函數。
4. 在NDK開發中的C/C++代碼調用應用中JAVA類新建實例的函數。
下面我們就怎樣在Eclipse中實現JNI編碼和四種調用方式加以闡述。
一、在Eclipse中建立一個包含JNI開發的工程。
在這裡我們不直接導入NDK中的hello-jni來說明JNI的使用方法。而是新建立一個工程,來說明怎樣建立一個包含JNI的工程。
第一步:建立一個Andriod工程JniDemo,在該工程的根目錄下建立一個叫jni的目錄,在jni目錄下建立一個叫Android.mk的文件,(當然你也可以從其他地方,比如ndk樣例代碼hello-jni中將裡面的Android.mk復制過來修改)。Android.mk裡面的內容如下所示
LOCAL_PATH :=$(call my-dir)
include$(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE:= demo-jni
LOCAL_SRC_FILES := demo-jni.c
include$(BUILD_SHARED_LIBRARY)
關於這幾句話的含義,在這裡不再贅述。網上搜下,就可以很明白。
然後在jni目錄下生成demo-jni.c文件。實現的接口的內容。
現在選中工程中的jni目錄,點擊鼠標右鍵,選Refresh,jni目錄中的文件就顯示在工程的jni目錄下瞭。
第二步:設置jni的編譯環境。選中工程中的根目錄JniDemo,點擊鼠標右鍵,選Properties。彈出對話框,選中列表中的Builders。如圖一所示:
圖一:JniDemo特性設置對話框
點擊對話框右端的new按鈕,彈出“Choose configuration type”對話框,如圖二,選擇Program,點擊對話框下面的OK按鈕。
圖二:選擇配置類型
現在我們打開瞭”Edit Configuration”對話框,在Name對應的文本框中輸入名字JniBuilder(當然也可是你喜歡的其他名字).在Main選項下,在Location中輸入cygwin系統中bash.exe的絕對路徑。我這裡是c:\cygwin\bin\bash.exe(c:\cygwin\為我的系統中cygwin的安裝目錄,這裡要根據你的電腦中cygwin的安裝目錄來確定),在Working Directory中輸入c:\cygwin\bin\.在Arguments中輸入–login -c "cd /cygdrive/d/study/JniDemo && /cygdrive/d/android-ndk-r6b/ndk-build"。這裡/cygdrive/d/study/JniDemo為工程根目錄,/cygdrive/d/android-ndk-r6b為NDK的安裝目錄。這兩個目錄參數根據你的工程目錄和ndk的安裝目錄而定。註意的是驅動器要采用cygwin的方式。(比如:Windows系統下的D:對應/cygdrive/d,其餘類推)。設置結果如圖三所示,然後點擊OK按鈕即可。
圖三:編輯JNI配置參數
二、演示四種調用方式
演示界面如圖四所示,四個按鈕分別測試四種調用方式。
圖四:演示界面圖
分別點擊按鈕Test1, Test2, Tes3, Test四的測試結果如圖五、六、七、八所示。
圖五:點擊Test1的測試結果
圖六:點擊Test2的測試結果
圖七:點擊Test3的測試結果
圖八:點擊Test4的測試結果
Test1演示在應用中調用NDK中C/C++實現的函數。JAVA代碼和C代碼分別為:
JAVA代碼:
[java]view plaincopy
Buttonbtn01=(Button)findViewById(R.id.Button01);
btn01.setOnClickListener(newButton.OnClickListener()
{
publicvoidonClick(Viewv)
{
TextViewtv=(TextView)findViewById(R.id.tv01);
tv.setText(stringFromJNI());
showMessage(JniDemoActivity.this,"JNItest1",stringFromJNI());
}
});
C代碼:
view plaincopy
JstringJava_study_jnidemo_JniDemoActivity_stringFromJNI(JNIEnv*env,jobjectthiz)
{
return(*env)->NewStringUTF(env,"JniDemo,HellofromJNI!");
}
lTest2靜態調用。JAVA代碼和C代碼分別為:
JAVA代碼:
[java]view plaincopy
//測試C/C++中對JAVA函數的靜態回調
Buttonbtn02=(Button)findViewById(R.id.Button02);
btn02.setOnClickListener(newButton.OnClickListener()
{
publicvoidonClick(Viewv)
{
intret=jniStaticShowMessage(JniDemoActivity.this,"JNItest2","teststaticcallbackMessage");
TextViewtv=(TextView)findViewById(R.id.tv01);
if(ret==0)
{
tv.setText("testJNIstaticcallbacksuccessed");
}
else
{
tv.setText("testJNIstaticcallbackfialed");
}
}
});
C代碼:
view plaincopy
JintJava_study_jnidemo_JniDemoActivity_jniStaticShowMessage(JNIEnv*env, view plaincopy
jobjectthiz,jobjectctx,jstringstrTitle,jstringstrMessage)
{
jclasscls=(*env)->FindClass(env,"study/jnidemo/JniDemoActivity");
//jclasscls=(*env)->GetObjectClass(env,thiz);
if(cls!=NULL)
{
jmethodIDid=(*env)->GetStaticMethodID(env,cls,"staticShowMessage",
"(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I");
if(id!=NULL)
{
return(*env)->CallStaticIntMethod(env,cls,id,ctx,strTitle,strMessage);
}
}
return1;
}
lTest3當前實例調用:JAVA代碼和C代碼分別為:
JAVA代碼:
[java]view plaincopy
Buttonbtn03=(Button)findViewById(R.id.Button03);
btn03.setOnClickListener(newButton.OnClickListener()
{
publicvoidonClick(Viewv)
{
strTest="[messagehaschangednow]";
intret=jniShowMessage(JniDemoActivity.this,"JNItest3","testcallbackincurrentinstance");
TextViewtv=(TextView)findViewById(R.id.tv01);
if(ret==0)
{
tv.setText("testJNIcallbacksuccessed");
}
else
{
tv.setText("testJNIcallbackfialed");
}
}
});
C代碼:
view plaincopy
JintJava_study_jnidemo_JniDemoActivity_jniShowMessage(JNIEnv*env,jobjectthiz,
jobjectctx,jstringstrTitle,jstringstrMessage)
{
jclasscls=(*env)->GetObjectClass(env,thiz);
if(cls!=NULL)
{
jstringstr;
jmethodIDstrTest_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"getTestString","()Ljava/lang/String;");
if(strTest_id!=NULL)
{
str=(*env)->CallObjectMethod(env,thiz,strTest_id);
}
jmethodIDshowMessage_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"showMessage",
"(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I");
if(showMessage_id!=NULL)
{
return(*env)->CallIntMethod(env,thiz,showMessage_id,ctx,
strTitle,combine_jstring(env,strMessage,str));
}
}
return1;
}
lTest4新建實例調用:JAVA代碼和C代碼分別為:
JAVA代碼:
[java]view plaincopy
Buttonbtn04=(Button)findViewById(R.id.Button04);
btn04.setOnClickListener(newButton.OnClickListener()
{
publicvoidonClick(Viewv)
{
strTest="[messagehaschangednow]";
intret=jniInstanceShowMessage(JniDemoActivity.this,
JNItest4","testcallbackinnewinstance");
TextViewtv=(TextView)findViewById(R.id.tv01);
if(ret==0)
{
tv.setText("testJNInewinstancesuccessed");
}
else
{
tv.setText("testJNInewinstancefialed");
}
}
});
C代碼:
view plaincopy
jintJava_study_jnidemo_JniDemoActivity_jniInstanceShowMessage(JNIEnv*env,jobjectthiz,
jobjectctx,jstringstrTitle,jstringstrMessage)
{
jclasscls=(*env)->FindClass(env,"study/jnidemo/JniDemoActivity");
if(cls!=NULL)
{
//getinstance
jmethodIDconstuctor_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"","()V");
if(constuctor_id!=NULL)
{
jobjectobj=(*env)->NewObject(env,cls,constuctor_id);
if(obj!=NULL)
{
jstringstr;
jmethodIDstrTest_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"getTestString","()Ljava/lang/String;");
if(strTest_id!=NULL)
{
str=(*env)->CallObjectMethod(env,obj,strTest_id);
}
jmethodIDshowMessage_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"showMessage",
"(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I");
if(showMessage_id!=NULL)
{
return(*env)->CallIntMethod(env,obj,showMessage_id,ctx,strTitle,combine_jstring(env,strMessage,str));
}
}
}
}
return1;
}
Test1和Test2都是常規的調用,在這裡不做解釋瞭。現在我們看看Test3和Test4的區別,在Test3中,strTest=" [message has changed now]"在相應的代碼中都做瞭賦值。但是在Test4中並沒有改變,還是初始值。這是因為Test創建瞭一個新實例,和應用的JAVA代碼中所賦值的實例並不是同一個。因此才出現瞭不同的結果。
附完整的JAVA和C代碼
JAVAD代碼:JniDemoActivity.java
[java]view plaincopy
packagestudy.jnidemo;
importandroid.app.Activity;
importandroid.app.AlertDialog;
importandroid.os.Bundle;
importandroid.widget.Button;
importandroid.view.View;
importandroid.widget.TextView;
importandroid.content.Context;
importandroid.content.DialogInterface;
publicclassJniDemoActivityextendsActivity{
publicStringstrTest="[initialmessage]";
/**Calledwhentheactivityisfirstcreated.*/
@Override
publicvoidonCreate(BundlesavedInstanceState){
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
findAndModifyButton();
}
publicStringgetTestString()
{
returnstrTest;
}
//測試JAVA的NDK調用
publicnativeStringstringFromJNI();
//測試C/C++中對JAVA函數的靜態回調
publicnativestaticintjniStaticShowMessage(Contextctx,StringstrTitle,StringstrMessage);
//測試實例中C/C++中對JAVA類的函數的調用
publicnativeintjniShowMessage(Contextctx,StringstrTitle,StringstrMessage);
//測試創建新實例C/C++對JAVA類的函數的調用
publicnativeintjniInstanceShowMessage(Contextctx,StringstrTitle,StringstrMessage);
static{
System.loadLibrary("demo-jni");
}
staticintstaticShowMessage(Contextctx,StringstrTitle,StringstrMessage)
{
AlertDialog.Builderbuilder=newAlertDialog.Builder(ctx);
builder.setTitle(strTitle);
builder.setMessage(strMessage);
builder.setPositiveButton("確定",
newDialogInterface.OnClickListener(){
publicvoidonClick(DialogInterfacedialog,intwhichButton){
}
});
builder.show();
return0;
}
publicintshowMessage(Contextctx,StringstrTitle,StringstrMessage)
{
returnstaticShowMessage(ctx,strTitle,strMessage);
}
privatevoidfindAndModifyButton()
{
//測試JAVA的NDK調用
Buttonbtn01=(Button)findViewById(R.id.Button01);
btn01.setOnClickListener(newButton.OnClickListener()
{
publicvoidonClick(Viewv)
{
TextViewtv=(TextView)findViewById(R.id.tv01);
tv.setText(stringFromJNI());
showMessage(JniDemoActivity.this,"JNItest1",stringFromJNI());
}
});
//測試C/C++中對JAVA函數的靜態回調
Buttonbtn02=(Button)findViewById(R.id.Button02);
btn02.setOnClickListener(newButton.OnClickListener()
{
publicvoidonClick(Viewv)
{
intret=jniStaticShowMessage(JniDemoActivity.this,"JNItest2","teststaticcallbackMessage");
TextViewtv=(TextView)findViewById(R.id.tv01);
if(ret==0)
{
tv.setText("testJNIstaticcallbacksuccessed");
}
else
{
tv.setText("testJNIstaticcallbackfialed");
}
}
});
//測試實例中C/C++中對JAVA類的函數的調用
Buttonbtn03=(Button)findViewById(R.id.Button03);
btn03.setOnClickListener(newButton.OnClickListener()
{
publicvoidonClick(Viewv)
{
strTest="[messagehaschangednow]";
intret=jniShowMessage(JniDemoActivity.this,"JNItest3","testcallbackincurrentinstance");
TextViewtv=(TextView)findViewById(R.id.tv01);
if(ret==0)
{
tv.setText("testJNIcallbacksuccessed");
}
else
{
tv.setText("testJNIcallbackfialed");
}
}
});
//測試創建新實例C/C++對JAVA類的函數的調用
Buttonbtn04=(Button)findViewById(R.id.Button04);
btn04.setOnClickListener(newButton.OnClickListener()
{
publicvoidonClick(Viewv)
{
strTest="[messagehaschangednow]";
intret=jniInstanceShowMessage(JniDemoActivity.this,"JNItest4","testcallbackinnewinstance");
TextViewtv=(TextView)findViewById(R.id.tv01);
if(ret==0)
{
tv.setText("testJNInewinstancesuccessed");
}
else
{
tv.setText("testJNInewinstancefialed");
}
}
});
}
}
C代碼demo-jni.cpp
view plaincopy
#include
#include
//加載此動態庫時系統自動首先加載
jintJNI_OnLoad(JavaVM*vm,void*reserved)
{
JNIEnv*env;
if((*vm)->GetEnv(vm,(void**)&env,JNI_VERSION_1_4)!=JNI_OK)
{
return-1;
}
returnJNI_VERSION_1_4;
}
jstring
Java_study_jnidemo_JniDemoActivity_stringFromJNI(JNIEnv*env,jobjectthiz)
{
return(*env)->NewStringUTF(env,"JniDemo,HellofromJNI!");
}
jstring
combine_jstring(JNIEnv*env,jstringstr1,jstringstr2)
{
jbooleanb_ret;
constchar*s1=(*env)->GetStringUTFChars(env,str1,&b_ret);
constchar*s2=(*env)->GetStringUTFChars(env,str2,&b_ret);
intn1=strlen(s1);
intn2=strlen(s2);
char*new_str=(char*)malloc(n1+n2+1);
memset(new_str,0,n1+n2+1);
strcat(new_str,s1);
strcat(new_str,s2);
jstringret_str=(*env)->NewStringUTF(env,(constchar*)new_str);
free(new_str);
returnret_str;
}
jint
Java_study_jnidemo_JniDemoActivity_jniStaticShowMessage(JNIEnv*env,jobjectthiz,
jobjectctx,jstringstrTitle,jstringstrMessage)
{
jclasscls=(*env)->FindClass(env,"study/jnidemo/JniDemoActivity");
//jclasscls=(*env)->GetObjectClass(env,thiz);
if(cls!=NULL)
{
jmethodIDid=(*env)->GetStaticMethodID(env,cls,
"staticShowMessage",
"(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I");
if(id!=NULL)
{
return(*env)->CallStaticIntMethod(env,cls,id,ctx,strTitle,strMessage);
}
}
return1;
}
//在當前已有的JAVA實例中調用
jint
Java_study_jnidemo_JniDemoActivity_jniShowMessage(JNIEnv*env,jobjectthiz,
jobjectctx,jstringstrTitle,jstringstrMessage)
{
jclasscls=(*env)->GetObjectClass(env,thiz);
if(cls!=NULL)
{
jstringstr;
jmethodIDstrTest_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"getTestString",
"()Ljava/lang/String;");
if(strTest_id!=NULL)
{
str=(*env)->CallObjectMethod(env,thiz,strTest_id);
}
jmethodIDshowMessage_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"showMessage",
"(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I");
if(showMessage_id!=NULL)
{
return(*env)->CallIntMethod(env,thiz,showMessage_id,ctx,
strTitle,combine_jstring(env,strMessage,str));
}
}
return1;
}
//在新建JAVA實例中調用
jint
Java_study_jnidemo_JniDemoActivity_jniInstanceShowMessage(JNIEnv*env,jobjectthiz,
jobjectctx,jstringstrTitle,jstringstrMessage)
{
jclasscls=(*env)->FindClass(env,"study/jnidemo/JniDemoActivity");
if(cls!=NULL)
{
//getinstance
jmethodIDconstuctor_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"","()V");
if(constuctor_id!=NULL)
{
jobjectobj=(*env)->NewObject(env,cls,constuctor_id);
if(obj!=NULL)
{
jstringstr;
jmethodIDstrTest_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"getTestString",
"()Ljava/lang/String;");
if(strTest_id!=NULL)
{
str=(*env)->CallObjectMethod(env,obj,strTest_id);
}
jmethodIDshowMessage_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"showMessage",
"(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I");
if(showMessage_id!=NULL)
{
return(*env)->CallIntMethod(env,obj,showMessage_id,ctx,
strTitle,combine_jstring(env,strMessage,str));
}
}
}
}
return1;
}