Android NDK開發之從Java與C互調中詳解JNI使用(一)

JNI:Java Native Interface 也就是java本地接口,它是一個協議,這個協議用來溝通java代碼和本地代碼(c/c++)。通過這個協議,Java類的某些方法可以使用原生實現,同時讓它們可以像普通的Java方法一樣被調用和使用,而原生方法也可以使用Java對象,調用和使用Java方法。也就是說,使用JNI這種協議可以實現:java代碼調用c/c++代碼,而c/c++代碼也可以調用java代碼。

接下來就以一個登錄實例來詳細的講解使用JNI來完成Java與C代碼之間的交互。

Java 調用 C 本地方法

JNI使用演示

一、首先先構造登錄界面

登錄界面中有三個文本輸入框,分別對應用戶名,密碼,驗證碼。詳情如下

二、在Java2CJNI類中添加我們登錄的login本地方法,且方法中帶有三個不同類型的參數

三、使用javah生成頭文件,並存放在jni文件夾下,且在本地方法中實現我們的登錄邏輯(具體的邏輯將會在下面的JNI使用中詳細講解)

四、在我們的MainActivity中調用本地方法

五、來看執行結果

上述的執行過程及結果,邏輯是在C代碼中完成的,主要邏輯非常的簡單,就是判斷驗證碼和用戶名是否相同,不同返回錯誤信息,相同則是登錄成功。

上面所完成的是我們接下來要講解JNI的基礎前提,所以並沒有詳細的講解,如果夥伴們有疑問或是不明白的地方請移步到Android NDK開發之從環境搭建到Demo級十步流 來先學習了先基礎的知識,因爲本次講解是在上一節的基礎上進行的。

OK,現在我們來詳細的看下在Java2C.c中我們是怎麼使用JNI來完成調用Java調用C的。

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_sanhui_ndkdemo_Java2CJNI_login
(JNIEnv *env, jobject jobj, jstring jUserName, jstring jPSW, jint jcode){
    const char* resultMessage;
    if(jcode == 1234){
        const char* cStr;
        jboolean isCopy;
        cStr = (*env)->GetStringUTFChars(env, jUserName,&isCopy);
        int result = strcmp(cStr, "guanmanman");
        if(result == 0){
            //同樣的道理psw也可以做一樣的驗證
            //TODO
            resultMessage = "success login !";
        }else{
            resultMessage = "error username";
        }
    }else{
        resultMessage = "error code";
    }
    return (*env)->NewStringUTF(env, resultMessage);
};

JNI方法聲明

我們知道通過javah會爲我們生成這樣的頭文件方法(補全後):

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_sanhui_ndkdemo_Java2CJNI_login
(JNIEnv *env, jobject jobj, jstring jUserName, jstring jPSW, jint jcode){}

這裏做下解釋:

①:我們知道在調用本地方法時會返回一個String類型的返回值, jstring 就是JNI對應Java的一個返回類型。
②:通過Java_ + 包名(com.sanhui.ndkdemo) + 類名(Java2CJNI) + 方法名(login)的形式生成在原生代碼中所識別的方法,當java虛擬機調用com.sanhui.ndkdemo.Java2CJNI.login的方法時會自動查找到這個C實現的Native函數並調用。
③:參數列表中包含五個參數,其中三個是通過java調用傳遞的,這個不多說,JNIEnv 是指向可用JNI函數表的接口指針,也就是說通過它可以調用JNI所封裝的函數進行處理邏輯業務,jobject 則是Java類中的對象引用,這裏指的是Java2CJNI類的實例,也就是說,當調用本地方法時,JNI將會自動的獲取當前類的實例,以方便原生代碼使用。

JNI 數據類型

原生數據類型同Java一樣,都包含兩類,基本數據類型與引用類型。

JNI 基礎數據類型

在JNI當中,基本數據類型可以直接與C/C++的相對應的基本數據類型映射,所以我們可以直接拿來使用並不需要轉換。

我們先來看看java、JNI、C之間的基本類型的映射關係:

java類型JNI類型C類型
Booleanjbooleanunsigned char
Bytejbytechar
Charjcharunsigned short
Shortjshortshort
Intjintint
Longjlonglong long
Floatjfloatfloat
Doublejdoubledouble

通過上面講解和表格我們現在可以明白爲什麼我們通過本地方法傳遞進來的整形驗證碼,使用JNI技術轉化爲jint類型時可以直接的進行如下判斷:

if(jcode == 1234){
}

JNI 引用類型-字符串

引用類型我們並不能直接的使用,它不是以原生數據類型的形式展現,而是需要通過JNI提供的一組相關的API把引用類型提供給原生代碼使用。

java類型JNI類型
java.lang.Classjclass
java.lang.Throwablejthrowale
java.lang.Stringjstring
byte[]jbyteArray
boolean[]jbooleanArray
char[]jcharArray
short[]jshortArray
int[]jintArray
long[]jlongArray
float[]jfloatArray
double[]jdoubleArray

上面也說過引用類型不能夠直接的被原生代碼使用,它需要通過JNI提供的API來提供給原生使用,例如:

        const char* cStr;
        jboolean isCopy;
        cStr = (*env)->GetStringUTFChars(env, jUserName,&isCopy);
        int result = strcmp(cStr, "guanmanman");

上面的代碼中,GetStringUTFChars就是JNI所提供的API,通過該方法可以把java中所傳遞的Stirng字符串轉化爲原生代碼所能識別的字符串,然後在進行下面的比較操作。strcmp方法是C語言中所提供的的比較字符串的方法。

說到這裏,我們在來詳細的看下JNI針對字符串的操作:

①:創建字符串

可以在原生代碼中使用NewString函數構建Unicode編碼風格的字符串實例,假如你使用的是utf-8的編碼格式,可以使用NewStringUTF函數來構建,如:

    jstring jString = (*env)->NewString(env,"I am from C");
    jstring jString = (*env)->NewStringUTF(env,"I am from C");

②:把Java字符串轉換成C字符串

Java字符串String是屬於引用類型的,它不能夠直接的被原生代碼使用,爲了在原生代碼中使用Java傳遞過來的String串,我們需要借用JNI API,根據編碼的不同,分別可以是用GetStringChars和GetStringUTFChars函數進行轉換,如我們上面的實例:

const char* cStr = (*env)->GetStringUTFChars(env, jUserName,&isCopy);

isCopy參數是可選的,它是jboolean類型的,它的調用者明確返回的C字符串地址是指向副本黑市指向堆中的對象。

JNI 引用類型-數組

在引用類型中還有一種比較重要的類型,那就是數組,JNI中也提供了相應的API來處理和使用數組。

①:創建數組

JNI通過New<?>Array函數在原生代碼中創建數組,<?>類型可以是byte,short,int等類型,如:

    jintArray intArray = (*env)->NewIntArray(env,5);

NewIntArray數組中應該給出明確的數組長度,例如,5就是intArray的數組長度。

②:對數組的操作
如以上介紹,數組屬於引用類型,通過Java傳遞過來的數組我們是無法直接進行操作的,但是根據JNI提供的API我們可以很順利的進行數組的操作,如:

    //獲取數組長度
    //jsize GetArrayLength(this, array);
     //獲取數組元素
    //jint* GetIntArrayElements(this, array, isCopy);

不僅僅可以對數組進行直接的操作,而且還可以對數組的副本進行操作,如

通過Get<?>ArrayRegion函數將給定的java數組複製成C數組,然後我們就可以在原生代碼中針對C數組進行操作。

操作完成之前我們還可以通過以下函數把數組的副本給還原到原來的Java數組中,

通過以上的函數我們就完成了在原生代碼中對Java數組的操作。

③:數組操作實例

首先,在Java2CJNI類中添加一個本地方法modifyValue,接受一個int類型的數組,完成後重新通過javah生成.h頭文件,如:

然後在Java2C.c中完成對它的邏輯操作:

代碼比較簡單,就是通過JNI API獲取數組的長度、元素,然後遍歷數組針對每個元素進行加上100,完成後把C數組還原給Java數組,代碼註釋的已很清楚的體現。

最後在MainActivity中調用modifyValue方法,來看下執行過程和結果。


鏈接:http://www.cnblogs.com/guanmanman/p/6811264.html

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