對於VLC-Android的JNI設計,我們從java層開始,一步步分析。
libvlc.java文件解讀
libvlc.java解讀(libvlc\src\org\videolan\libvlc\libvlc.java)
一、對java暴露的接口類是LibVLC:
通過它,我們創建一個播放器實例。
public class LibVLC extends VLCObject
libvlc jni static library
include (CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := vlcjni_static
LOCAL_SRC_FILES := libvlcjni.c
LOCAL_SRC_FILES += libvlcjni-mediaplayer.c
LOCAL_SRC_FILES += libvlcjni-vlcobject.c
LOCAL_SRC_FILES += libvlcjni-media.c libvlcjni-medialist.c libvlcjni-mediadiscoverer.c
LOCAL_SRC_FILES += libvlcjni-dialog.c
LOCAL_SRC_FILES += thumbnailer.c
LOCAL_SRC_FILES += std_logger.c
LOCAL_C_INCLUDES := (VLC_SRC_DIR)/include
LOCAL_CFLAGS := -std=c11
include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)
libvlc dynamic library
include
LOCAL_LDLIBS := \
LOCAL_WHOLE_STATIC_LIBRARIES += libmla
endif
include
JNILOADER_INCLUDES :=
endif
二、解析內容:
1、它編譯兩個庫,靜態庫和動態庫。靜態庫對應的名字是vlcjni_static動態庫對應的名字是vlcjni,同時我們知道動態會使用編譯好的靜態庫。我 們上面使用的是動態庫。
2、動態庫編譯的源文件是:libvlcjni-modules.c libvlcjni-symbols.c
3、傳遞給動態庫編譯器的額外參數:LOCAL_LDFLAGS := -L
-ldl -lz -lm -llog \
-lliveMedia -lUsageEnvironment -lBasicUsageEnvironment -lgroupsock \
-la52 -ljpeg \
-lavcodec -lebml \
-llua \
-lgcrypt -lgpg-error \
-llog
libvlcjni.c文件解讀
libvlcjin.c文件解讀(libvlc\jni\ilbvlcjin.c)
一、通過源碼可以知道,它是採用靜態註冊方法:由虛擬機完成兩者的匹配。例如:java層調用String version()方法時,它會自動到jni庫中尋找jstring Java_org_videolan_libvlc_LibVLC_version()函數,如果找到,則爲這兩個函數建立關聯關係,以後調用String version()時直接找建立好關係的JNI層對應的函數指針即可。
二、在jstring Java_org_videolan_libvlc_LibVLC_version()中調用函數libvlc_get_version(),libvlc_get_version()函數是在vlc\lib\core.c中定義。
jstring Java_org_videolan_libvlc_LibVLC_version(JNIEnv* env, jobject thiz)
{
return (*env)->NewStringUTF(env, libvlc_get_version());
}
三、通過上面的分析可以知道,ndk層的關係簡單的理解:在libvlcjin.c中封裝需要的功能函數,在libvlc.java中定義本地方法和對本地方法的封裝。
四、源碼分析
源碼主題結構如下:
/* 當一個附屬於java虛擬機的線程取消或者退出時,會調用這個函數*/
static void jni_detach_thread(void *data)
給外部模塊獲取環境變量函數
JNIEnv *jni_get_env(const char *name)
給本庫加載java層類的屬性和方法ID。
int VLCJNI_OnLoad(JavaVM vm, JNIEnv env)
void VLCJNI_OnUnload(JavaVM *vm, JNIEnv *env)
一下是libvlc.java對應的本地方法:
void Java_org_videolan_libvlc_LibVLC_nativeNew(JNIEnv *env, jobject thiz,jobjectArray jstringArray,jstring jhomePath)
void Java_org_videolan_libvlc_LibVLC_nativeRelease(JNIEnv *env, jobject thiz)
jstring Java_org_videolan_libvlc_LibVLC_version(JNIEnv* env, jobject thiz)
jstring Java_org_videolan_libvlc_LibVLC_compiler(JNIEnv* env, jobject thiz)
jstring Java_org_videolan_libvlc_LibVLC_changeset(JNIEnv* env, jobject thiz)
void Java_org_videolan_libvlc_LibVLC_nativeSetUserAgent(JNIEnv* env,jobject thiz,jstring jname,jstring jhttp)
五、VLCJNI_OnLoad函數分析:
int VLCJNI_OnLoad(JavaVM vm, JNIEnv env)
{
myVm = vm;
/* Create a TSD area and setup a destroy callback when a thread that
* previously set the jni_env_key is canceled or exited */
創建一個TSD內存區並在一個線程取消或退出時設置jni_env_key回調預先設置。
因爲vlc是一個多線程的播放器,這是初始化線程的傳遞數據的方法
if (pthread_key_create(&jni_env_key, jni_detach_thread) != 0)
return -1;
jclass Version_clazz;
jfieldID SDK_INT_fieldID;
各種GET_CLASS、GET_ID調用,主要是引用各個模塊
GET_CLASS(Version_clazz, “android/os/Build$VERSION”, false);
GET_ID(GetStaticFieldID, SDK_INT_fieldID, Version_clazz, “SDK_INT”, “I”);
fields.SDK_INT = (*env)->GetStaticIntField(env, Version_clazz,
SDK_INT_fieldID);
return 0;
}
看他對應的卸載函數VLCJNI_OnUnload主要是釋放引用*env)->DeleteGlobalRef(env, fields.IllegalStateException.clazz);
知道VLCJNI_OnLoad函數主要功能就是加載引用。
我們跟蹤動態庫的源文件libvlcjni-modules.c libvlcjni-symbols.c,
打開兩個文件會發現,這個C文件是一些函數指針,指向執行函數:vlc_static_modules函數指針數組包含的加載模塊的入口函數。libvlc_functions函數指針數組包含的是各模塊的功能函數。
int vlc_entry__packetizer_h264 (int ()(void , void , int, …), void );
…………………………
…………………………
const void *vlc_static_modules[] = {
vlc_entry__packetizer_h264,
……………
}
下是libvlcjni-symbols.c文件
int libvlc_add_intf(void);
………….
const void *libvlc_functions[] = {
libvlc_errmsg,
…….
}
小結一下
上面的分析,我們知道java層定義本地方法後調用動態庫。虛擬機自動調用jni_onload函數,此時java層調用的
System.loadLibrary(“vlcjni”);
加載vlcjni動態庫中的jni_onload函數,
java層調用
System.loadLibrary(“jniloader”);
應該加載jniloader動態庫的jni_onload函數。
現在我們知道了,vlcjni.so庫對應的是沒有jni_onload函數的。調用vlcjni.so庫時會直接調用到源碼vlc\src\android.c內定義的jni_onload函數的。java層的環境變量是通過封裝的庫jniloader.so傳遞過去的。
回頭看java層,我們發現源文件目錄下有許多的類:
其中只有LibVLC調用了System.loadLibrary();其它的類中只有native方法卻沒有System.loadLibrary()。其它類的屬性和方法是通過庫jniloader.so調用jni_onload中加載庫vlcjni.so中的VLCJNI_OnLoad函數和MediaLibraryJNI_OnLoad函數,將我們獲取到類的屬性和方法ID保存在全局變量結構體fields中。
我們知道VLC播放器必須要一個實例做爲句柄,所有的操作都是圍繞這個實例。我們可以看到在jni\libvlcjni.c中的對應的本地方法:
void Java_org_videolan_libvlc_LibVLC_nativeNew(JNIEnv *env, jobject thiz,
jobjectArray jstringArray,
jstring jhomePath)
{
vlcjni_object *p_obj = NULL;
libvlc_instance_t *p_libvlc = NULL;
jstring *strings = NULL;
const char **argv = NULL;
int argc = 0;
忽略部分解析參數
創建一個播放器實例
p_libvlc = libvlc_new(argc, argv);
創建一個vlcobject,這個用於java層封裝vlc播放器,在各個模塊功能中傳遞播放器實例
p_obj = VLCJniObject_newFromLibVlc(env, thiz, NULL);
將新建的播放器實例保存在vlcobject中
p_obj->u.p_libvlc = p_libvlc;
}
現在我們編寫ndk的主要步驟已經清楚:
1、在java層定義自己需要的類和本地方法。
2、我們定義的類和方法對應的C語言編寫在libvlc\Jni下,則在此目錄下的Utils.h的fields中定義結構保存類的屬性和方法ID。
(括號內是在其它庫中的操作方法思路與此相同,下面步驟中不在同樣的如果定義的類和方法對應的C語言編寫在對應的medialibrary\jni\目錄下,則在此目錄下的medialibrary\jni\Utils.h中定義結構體保存類的屬性和本地方法ID。)
我們也可以定義自己的庫來管理VLC內核。不過此時需要在java層來加載庫。
3、我們在libvlc\jni\libvlcjni.c中的VLCJNI_OnLoad函數中添加類的屬性和本地方法ID。
4、做好上面的準備工作之後就可以編寫自己的C語言庫函數。比如定義爲libvlcjni-hello.c
5、在libvlcjni-hello.c中的編寫方法如下:
a、定義自己需要的數據結構。
b、通過VLCJniObject_getInstance()函數回調java層中的vlcjni_object。
c、如此我們便可以操作java層定義的播放器實例了。可以調用vlc封裝好的函數,也可以是自己封裝的函數。
上面說的是比較大的改動,如果我們僅僅需要某些方法即可,則可以把本地方法封裝在java層對應的類中,在對應的Utils.h中fields變量中添加此類對應的方法ID變量。如果僅僅定義一個不在其它類中,也可以在libvlc\jni\libvlcjni.c中定義對應的函數。
6、如果我們編寫的程序新增源文件也需要在Android.mk中添加相應源文件。
按照上述方法編寫程序後,我們重新編譯即可。當然我們修改的比較深入,比如我們需要填一個全新的模塊時,編寫模塊和添加到庫中的方法見下一篇文章。
附錄方法
Android.mk語法:
轉載:https://www.cnblogs.com/wainiwann/p/3837936.html
0. Android.mk簡介:
Android.mk文件用來告知NDK Build 系統關於Source的信息。 Android.mk將是GNU Makefile的一部分,且將被Build System解析一次或多次。
所以,請儘量少的在Android.mk中聲明變量,也不要假定任何東西不會在解析過程中定義。
Android.mk文件語法允許我們將Source打包成一個”modules”. modules可以是:
靜態庫
動態庫。
只有動態庫可以被 install/copy到應用程序包(APK). 靜態庫則可以被鏈接入動態庫。
可以在一個Android.mk中定義一個或多個modules. 也可以將同一份source 加進多個modules.
Build System幫我們處理了很多細節而不需要我們再關心。例如:你不需要在Android.mk中列出頭文件和外部依賴文件。
NDK Build System自動幫我們提供這些信息。這也意味着,當用戶升級NDK後,你將可以受益於新的toolchain/platform而不必再去修改Android.mk.
1. Android.mk語法:
首先看一個最簡單的Android.mk的例子:
LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := hello-jni
LOCAL_SRC_FILES := hello-jni.c
include
每個Android.mk文件必須以定義LOCAL_PATH爲開始。它用於在開發tree中查找源文件。
宏my-dir 則由Build System提供。返回包含Android.mk的目錄路徑。
include
BUILD_SHARED_LIBRARY:是Build System提供的一個變量,指向一個GNU Makefile Script。
它負責收集自從上次調用 include $(CLEAR_VARS) 後的所有LOCAL_XXX信息。並決定編譯爲什麼。
BUILD_STATIC_LIBRARY:編譯爲靜態庫。
BUILD_SHARED_LIBRARY :編譯爲動態庫
BUILD_EXECUTABLE:編譯爲Native C可執行程序
- NDK Build System變量:
NDK Build System 保留以下變量名:
以LOCAL_ 爲開頭的
以PRIVATE_ ,NDK_ 或者APP_ 開頭的名字。
小寫字母名字:如my-dir
如果想要定義自己在Android.mk中使用的變量名,建議添加 MY_ 前綴。
2.1: NDK提供的變量:
此類GNU Make變量是NDK Build System在解析Android.mk之前就定義好了的。
2.1.1:CLEAR_VARS:
指向一個編譯腳本。必須在新模塊前包含之。
include(CLEARVARS)2.1.2:BUILDSHAREDLIBRARY:指向一個編譯腳本,它收集自從上次調用include (CLEAR_VARS) 後的所有LOCAL_XXX信息。
並決定如何將你列出的Source編譯成一個動態庫。 注意,在包含此文件前,至少應該包含:LOCAL_MODULE and LOCAL_SRC_FILES 例如:
include(BUILDSHAREDLIBRARY)2.1.3:BUILDSTATICLIBRARY:與前面類似,它也指向一個編譯腳本,收集自從上次調用include (CLEAR_VARS) 後的所有LOCAL_XXX信息。
並決定如何將你列出的Source編譯成一個靜態庫。 靜態庫不能夠加入到Project 或者APK中。但它可以用來生成動態庫。
LOCAL_STATIC_LIBRARIES and LOCAL_WHOLE_STATIC_LIBRARIES將描述之。
include(BUILDSTATICLIBRARY)2.1.4:BUILDEXECUTABLE:與前面類似,它也指向一個編譯腳本,收集自從上次調用include (CLEAR_VARS) 後的所有LOCAL_XXX信息。
並決定如何將你列出的Source編譯成一個可執行Native程序。
include(BUILDEXECUTABLE)2.1.5:PREBUILTSHAREDLIBRARY:把這個共享庫聲明爲“一個”獨立的模塊。指向一個build腳本,用來指定一個預先編譯好多動態庫。與BUILDSHAREDLIBRARYandBUILDSTATICLIBRARY不同,此時模塊的LOCALSRCFILES應該被指定爲一個預先編譯好的動態庫,而非sourcefile.LOCALPATH:= (call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := foo-prebuilt # 模塊名
LOCAL_SRC_FILES := libfoo.so # 模塊的文件路徑(相對於 LOCAL_PATH)
include (PREBUILT_SHARED_LIBRARY) # 注意這裏不是 BUILD_SHARED_LIBRARY
這個共享庫將被拷貝到 PROJECT/obj/local 和 $PROJECT/libs/ (stripped) 主要是用在將已經編譯好的第三方庫
使用在本Android Project中。爲什麼不直接將其COPY到libs/armabi目錄呢?因爲這樣做缺陷很多。下一節再詳細說明。
2.1.6: PREBUILT_STATIC_LIBRARY: 預先編譯的靜態庫。 同上。
2.1.7: TARGET_ARCH: 目標CPU架構名。如果爲 “arm” 則聲稱ARM兼容的指令。與CPU架構版本無關。
2.1.8: TARGET_PLATFORM: 目標平臺的名字。
2.1.9:TARGET_ARCH_ABI
Name of the target CPU+ABI
armeabi For ARMv5TE armeabi-v7a
2.1.10:TARGET_ABI
2.2: NDK提供的功能宏:
GNU Make 提供的功能宏,只有通過類似:
返回最近一次include的Makefile的路徑。通常返回Android.mk所在的路徑。它用來作爲Android.mk的開頭來定義LOCAL_PATH.
LOCAL_PATH :=
LOCAL_PATH :=
2.2.3:this-makefile:
當前Makefile的路徑。
2.2.4:parent-makefile:
返回include tree中父Makefile 路徑。 也就是include 當前Makefile的Makefile Path。
2.2.5:import-module:
允許尋找並inport其它modules到本Android.mk中來。 它會從NDK_MODULE_PATH尋找指定的模塊名。
include $(BUILD_XXXXX)收集和使用這些變量。
2.3.1: LOCAL_PATH:
這個值用來給定當前目錄。必須在Android.mk的開是位置定義之。
例如: LOCAL_PATH :=
2.3.2: LOCAL_MODULE:
modules名。在include $(BUILD_XXXXX)之前,必須定義這個變量。此變量必須唯一且不能有空格。
通常,由此變量名決定最終生成的目標文件名。
2.3.3: LOCAL_MODULE_FILENAME:
可選。用來override LOCAL_MODULE. 即允許用戶重新定義最終生成的目標文件名。
LOCAL_MODULE := foo-version-1 LOCAL_MODULE_FILENAME := libfoo
2.3.4:LOCAL_SRC_FILES:
爲Build Modules而提供的Source 文件列表。不需要列出依賴文件。 注意:文件相對於LOCAL_PATH存放,
且可以提供相對路徑。 例如:
LOCAL_SRC_FILES := foo.c \ toto/bar.c
2.3.5: LOCAL_CPP_EXTENSION:
指出C++ 擴展名。(可選)
LOCAL_CPP_EXTENSION := .cxx 從NDK R7後,可以寫多個:
LOCAL_CPP_EXTENSION := .cxx .cpp .cc
2.3.6:LOCAL_CPP_FEATURES:
可選。用來指定C++ features。
LOCAL_CPP_FEATURES := rtti
LOCAL_CPP_FEATURES := exceptions
2.3.7:LOCAL_C_INCLUDES:
一個可選的path列表。相對於NDK ROOT 目錄。編譯時,將會把這些目錄附上。
LOCAL_C_INCLUDES := sources/foo LOCAL_C_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/../foo
2.3.8: LOCAL_CFLAGS:
一個可選的設置,在編譯C/C++ source 時添加如Flags。
用來附加編譯選項。 注意:不要嘗試在此處修改編譯的優化選項和Debug等級。它會通過您Application.mk中的信息自動指定。
也可以指定include 目錄通過:LOCAL_CFLAGS += -I。 這個方法比使用LOCAL_C_INCLUDES要好。因爲這樣也可以被ndk-debug使用。
2.3.9: LOCAL_CXXFLAGS:
LOCAL_CPPFLAGS的別名。
2.3.10: LOCAL_CPPFLAGS:
C++ Source 編譯時添加的C Flags。這些Flags將出現在LOCAL_CFLAGS flags 的後面。
2.3.11: LOCAL_STATIC_LIBRARIES:
要鏈接到本模塊的靜態庫list。(built with BUILD_STATIC_LIBRARY)
2.3.12: LOCAL_SHARED_LIBRARIES:
要鏈接到本模塊的動態庫。
2.3.13:LOCAL_WHOLE_STATIC_LIBRARIES:
靜態庫全鏈接。 不同於LOCAL_STATIC_LIBRARIES,類似於使用–whole-archive
2.3.14:LOCAL_LDLIBS:
linker flags。 可以用它來添加系統庫。 如 -lz:
LOCAL_LDLIBS := -lz
2.3.15: LOCAL_ALLOW_UNDEFINED_SYMBOLS:
2.3.16: LOCAL_ARM_MODE:
缺省模式下,ARM目標代碼被編譯爲thumb模式。每個指令16位。如果指定此變量爲:arm。 則指令爲32位。
LOCAL_ARM_MODE := arm 其實也可以指定某一個或者某幾個文件的ARM指令模式。
2.3.17: LOCAL_ARM_NEON:
設置爲true時,會講浮點編譯成neon指令。這會極大地加快浮點運算(前提是硬件支持)
只有targeting 爲 ‘armeabi-v7a’時纔可以。
2.3.18:LOCAL_DISABLE_NO_EXECUTE:
2.3.19: LOCAL_EXPORT_CFLAGS:
定義這個變量用來記錄C/C++編譯器標誌集合,
並且會被添加到其他任何以LOCAL_STATIC_LIBRARIES和LOCAL_SHARED_LIBRARIES的模塊的LOCAL_CFLAGS定義中
LOCAL_SRC_FILES := foo.c bar.c.arm
注意:此處NDK版本爲NDK R7C.(不同NDK版本,ndk-build所產生的Makefile並不完全相同)
動態庫和靜態庫的特點:
靜態庫:
靜態庫是obj文件的一個集合,通常靜態庫以”.a”爲後綴。靜態庫由程序ar生成。
2.靜態庫的優點是可以在不用重新編譯程序庫代碼的情況下,進行程序的重新鏈接,這種方法節省了編譯過程的時間(在編譯大型程序的時候,需要花費很長的時間)。靜態庫的另一個優點是開發者可以提供庫文件給使用的人員,不用開放源代碼,這是庫函數提供者經常採用的手段。
動態庫:
1.動態鏈接庫是程序運行時加載的庫,當動態鏈接庫正確安裝後,所有的程序都可以使用動態庫來運行程序。動態鏈接庫是目標文件的集合,目標文件在動態鏈接庫中的組織方式是按照特殊方式形成的。庫中函數和變量的地址是相對地址,不是絕對地址,其真實地址在調用動態庫的程序加載時形成。
2.動態鏈接庫的名稱有別名(soname), 真名(realname)和鏈接名(linker name)。別名由一個前綴lib,然後是庫的名字,再加上一個後綴“.so”構成。真名是動態鏈接庫真實名稱,一般總是在別名的基礎加上一個小版本號,發佈版本等構成。除此之外,還有一個鏈接名,即程序鏈接時使用的庫的名字。
3.在動態鏈接庫安裝的時候,總是複製文件到某個目錄下,然後用一個軟連接生成別名,在庫文件進行更新的時候,僅僅更新軟鏈接即可。
來源: http://topmanopensource.iteye.com/blog/1752490