老司机带你快速掌握JNI

2020-03-19 16:47:09 浏览数 (1)

前言

JNI 是一种用来使得java代码和c代码之间互相调用的技术。那么我们会问，java代码为什么要调用c代码呢？出现的场景很多，比如：效率问题，众所周知java是高级语言，java程序一般都会依赖各种库，java语句的执行时间一般比c语句要慢，因此在对效率要求严格的情况下可以通过jni用c代码来提高效率。

另一个比较有技巧性的使用场景是解除最大内存的限制，大家都知道android中任意一个应用程序可以使用的虚拟机内存是受限制的，比如40M，如何解除这个限制呢？可以通过jni在c代码中申请内存，因为c代码中申请的内存是存在于native线程的，因此不占用虚拟机内存，从而避开了这个限制。 java语言虽然效率比c低，但是一般不影响性能，而且库多，实现一个功能比纯c方便得多，因此，如果在c环境想调用java已经实现好的功能，也可以通过java来直接调用。

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Java调用C实例

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第一步

新建一个jni类：com.mycompany.jni.MyAuthToken，并书写java的native接口方法和其它代码。如下：

代码语言：javascript复制
package com.mycompany.jni;/**
* @author gansc23
*/
public class MyAuthToken
{
   /**
    * 生成鉴权token
    *
    * @param imei 设备的IMEI号
    * @param imsi sim卡的IMESI号
    * @param utc  格林威治时间
    * @param agent 设备代理。如 "moto mb525"
    * @param random 随机数
    * @return
    */
   public static native String getToken(
           String imei,
           String imsi,
           String agent,
           long timestamp,
           int random );

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第二步

命令行进入srccommycompanyjni 目录，运行命令 javac MyAuthToken.java，将生成的 MyAuthToken.class 文件剪切到bincommycompanyjni 目录下，覆盖之前的文件。

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第三步

命令行进入bin 目录，运行命令 javah -jni com.mycompany.jni.MyAuthToken，将生成的 bincom_mycompanyjniMyAuthToken.h 文件拷贝到 jni 目录。

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第四步

在jni 目录中实现方法和其它的c/c 文件。假设实现文件的清单如下：

commycompanyMyAuthToken.h (自动生成的，不用修改)。

commycompanyMyAuthToken.c

aaa.h

aaa.c

bbb.h

bbb.c

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第五步

在项目的 jni 目录中新建一个名为 Android.mk的make文件，编写内容如下：

代码语言：javascript复制
LOCAL_PATH := $(call my-dir)include $(CLEAR_VARS)LOCAL_MODULE    := authtokenmodule
LOCAL_SRC_FILES := aaa.c bbb.c 
com_mycompany_MyAuthToken.c#LOCAL_PRELINK_MODULE := false# for logging
LOCAL_LDLIBS    := -lloginclude $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

Android.mk：

是Android提供的一种makefile文件，用来指定诸如编译生成so库名、引用的头文件目录、需要编译的.c/.cpp文件和.a静态库文件等。要掌握jni，就必须熟练掌握Android.mk的语法规范。参考资料见：Android.mk详解。

上面这段配置中：

LOCAL_PATH：=$(call my-dir)

Android.mk文件必须以LOCAL_PATH变量开始，它用于在树中定位文件。在这个例子中，宏功能'my-dir'是由build system提供的，用于返回当前目录路径（包括Android.mk文件本身）。

include $(CLEAR_VARS)

CLEARVARS变量是由build system提供的，并且指明了一个GNU makefile文件，这个功能会清理掉所有以LOCAL开头的内容（例如LOCALMODULE,LOCALSRCFILES,LOCALSTATICLIBRARIES等），除了LOCALPATH，这句话是必须的，因为如果所有的变量都是全局变量的话，所有的可控的编译文件都需要在一个单独的GNU中被解析并执行。

LOCAL_MODULE :=authtokenmodule

LOCAL_MODULE变量必须被定义，用来区分Android.mk中的每一个模块。文件名必须是唯一的，不能有空格。注意，这里编译器会为你自动加上一些前缀和后缀，来保证文件是一致的，比如：这里表明一个动态连接库模块被命名为"authtokenmodule"，但是最后会生成为"libauthtokenmodule.so"文件。 重要提示：如果你将你的模块命名为'libfoo'，编译系统将不会将前缀'lib'加上去，并且也会生成libfoo.so文件。

LOCALSRCFILES := aaa.c bbb.c commycompanyMyAuthToken.c

LOCALSRCFILES变量被需包括一个C和C 源文件的列表，这些会编译并聚合到一个模块中。 注意：这里并不需要你列出头文件和被包含的文件，因为编译系统会自动为你计算相关的属性，源代码中的列表会直接传递给编译器。

#LOCALPRELINKMODULE := false

'#'开头的语句表示注释。

LOCAL_LDLIBS := -llog

当额外的链接标志列表被用于在编译你的模块时，通过用"-l"前缀的特定系统库传递名字是很有用的。该语句告诉你生成一个在加载时链接到/system/lib/liblog.so的模块。

include $(BUILDSHAREDLIBRARY)

在编译脚本中收集所有以LOCAL开头的信息并且决定从列出的源代码中编译一个目标共享库。注意，你必须定义了LOCALMODULE和LOCALSRCFILES变量。该语句表示会生成一个名字叫做libauthtokenmodule.so的共享库文件，这个文件可以在java代码里通过System.loadLibrary("authtokenmodule"); 来依赖，一般是写在类的静态代码块里，比如：

代码语言：javascript复制
static {
// 链接到so库
System.loadLibrary("authtokenmodule");
}

依赖之后，运行时jni就使用在.so里找到native方法的原型，从而进行调用。

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第六步

在项目的 jni 目录中新建一个名为 Application.mk的make文件，编写内容如下：

代码语言：javascript复制
APP_ABI := armeabi-v7a
APP_CPPFLAGS := -frtti -DCC_ENABLE_BOX2D_INTEGRATION=1 -DCOCOS2D_DEBUG=1

Application.mk：

目的是描述在你的应用程序中所需要的模块(即静态库或动态库)。Application.mk文件通常被放置在 $PROJECT/jni/Application.mk下，$PROJECT指的是您的项目。详解请参考：Application.mk详解。

上面这段配置中：

APP_ABI := armeabi-v7a

默认情况下，NDK的编译系统根据 "armeabi" ABI生成机器代码。可以使用APPABI 来选择一个不同的ABI。比如：为了在ARMv7的设备上支持硬件FPU指令。可以使用 APPABI := armeabi-v7a或者为了支持IA-32指令集，可以使用APPABI := x86或者为了同时支持这三种，可以使用 APPABI := armeabi armeabi-v7a x86。

APPCPPFLAGS := -frtti -DCCENABLEBOX2DINTEGRATION=1 -DCOCOS2D_DEBUG=1

一个C编译器开关集合，在编译任意模块的任意C或C 源代码时传递。它可以用于改变一个给定的应用程序需要依赖的模块的构建，而不是修改它自身的Android.mk文件。

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编译方式

1，使用ant编译，可以将ndk-build放在ant的配置文件（build.xml）里，这样每次ant debug 都会把c文件编译一遍重新生成.so，进一步生成apk。

2，使用ant编译，可以将ndk-build从ant的配置文件（build.xml）里去掉，而在外面先执行ndk-build单独生成.so，然后再执行ant debug生成apk。

3，使用gradle编译，同ant，可以将ndk的编译步骤放在gradle编译脚本里，也可以是在外面。

这里建议放在外面编译.so。因为这样不用每一次都编译c文件了，节约了时间。

关于android studio或者eclipse中如何配置jni编译，请自行上网查阅资料，也可以参考下面链接： Android Studio使用新的Gradle构建工具配置NDK环境、手把手教你通过Eclipse工程配置调用JNI完全攻略。

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C调用Java实例

c调用java要简单得多，不用新建文件，只要指定需要调用java的哪一个类，类中的哪一个方法就行了。大家都知道java里方法是可以重载的，因此不光要指定名字，而且要指定参数和返回值，这样才能真正确定一个方法，获取方法实例后，传入指定参数就ok了，下面以cocos2dx中的调用为例，代码如下：

代码语言：javascript复制
void setGuajianUpdateNum(int num)
{
#if(CC_TARGET_PLATFORM == CC_PLATFORM_ANDROID)
JniMethodInfo info;
bool ret = JniHelper::getStaticMethodInfo(info,"com/XXX/XXX/cocosstatic/NativeFunctionForCocos",
"setGuajianUpdateNum","(I)V");
if(ret)
{
info.env->CallStaticVoidMethod(info.classID,info.methodID,num);
}
else
{
;
}
#else
#endif
}

注释宏的意思表示在android环境才编译，win32环境不编译。上面例子是调用了com.xxx.xxx.cocosstatic.NativeFunctionForCocos这个类里的一个静态方法void setGuajianUpdateNum(int )。"(I)V"这个表达式是jni类型的写法，网上有规则，按照规则来就行了。jni类型说明请参考文档： JNI学习积累之二 ---- 数据类型映射、域描述符说明。

小贴士

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