android JNI 编程实例

本文简要介绍了JNI调用规范，及常用函数。并通过具体示例程序展示了实现一个本地调用的基本步骤。

Java的出现给大家开发带来的极大的方便。但是，如果我们有大量原有的经过广泛测试的非Java代码，将它们全部用Java 来重写，恐怕会带来巨大的工作量和长期的测试；如果我们的应用中需要访问到特定的设备，甚至是仅符合公司内部信息交互规范的设备，或某个特定的操作系统才 有的特性，Java就显得有些力不从心了。面对这些问题，Sun公司在JDK1.0中就定义了JNI规范，它规定了Java应用程序对本地方法的调用规 则。



本文将一步步说明在Linux平台下如何实现本地共享库与Java协同工作。Hello World程序是目前标准的入门第一步，那么，我也以类似的应用最为样例。
第一步，定义一个 Java 类 -- Hello. 它提供SayHello方法：
此时应注意两点：
1.为要使用的每个本地方法编写本地方法声明，其声明方式与普通 Java 方法接口没什么不同，只是必须指定 native 关键字，如下所示：

public native void SayHello(String strName);

在这个函数中，我们将根据传进的人名，向某人问好。
2.必须显式地加载本地代码库。我们需在类的一个静态块中加载这个库：
static

{

System.loadLibrary("hello");

}

再加上必要的异常处理就生成如下源文件Hello.java：
public class Hello

{

static

{

try

{

//此处即为本地方法所在链接库名

System.loadLibrary("hello");

}

catch(UnsatisfiedLinkError e)

{

System.err.println( "Cannot load hello library:\n " +

e.toString() );

}

}

public Hello()

{

}

//声明的本地方法

public native void SayHello(String strName);

}

编译后生成Hello.class文件。
第二步，生成本地链接库。具体过程如下：
1. 要为以上定义的类生成 Java 本地接口头文件，需使用javah，Java 编译器的 javah 功能将根据 Hello类生成必要的声明，此命令将生成Hello.h 文件，我们在共享库的代码中要包含它，javah不使默认内部命令，需要指明路径，它在JDK的bin目录下，在我的Linux环境下命令如下：
/home/jbuilder/jdk1.3.1/bin/javah Hello
生成的Hello.h 文件 内容如下所示：
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */

#include <jni.h>

/* Header for class Hello */

#ifndef _Included_Hello

#define _Included_Hello

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif

/*

* Class: Hello

* Method: SayHello

* Signature: (Ljava/lang/String;)V

*/

JNIEXPORT void JNICALL Java_Hello_SayHello

(JNIEnv *, jobject, jstring);

#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif

2.在与Hello.h相同的路径下创建一个CPP文件Hello.cpp。内容如下：
#include "Hello.h"

#include <stdio.h>

//与Hello.h中函数声明相同

JNIEXPORT void JNICALL Java_Hello_SayHello (JNIEnv * env, jobject arg, jstring instring)

{

//从instring字符串取得指向字符串UTF编码的指针

const jbyte *str =

(const jbyte *)env->GetStringUTFChars( instring, JNI_FALSE );

printf("Hello,%s\n",str);

//通知虚拟机本地代码不再需要通过str访问Java字符串。

env->ReleaseStringUTFChars( instring, (const char *)str );

return;

}

所有的JNI调用都使用了JNIEnv *类型的指针，习惯上在CPP文件中将这个变量定义为evn，它是任意一个本地方法的第一个参数。env指针指向一个函数指针表，在VC中可以直接用"->"操作符访问其中的函数。
jobject 指向在此 Java 代码中实例化的 Java 对象 LocalFunction的一个句柄，相当于this指针。
后续的参数就是本地调用中有Java程序传进的参数，本例中只有一个String型参数。 对于字符串型参数，因为在本地代码中不能直接读取 Java 字符串，而必须将其转换为 C /C++字符串或 Unicode。以下是三个我们经常会用到的字符串类型处理的函数：

const char* GetStringUTFChars(jstring string,jboolean* isCopy)

返回指向字符串UTF编码的指针，如果不能创建这个字符数组，返回null。这个指针在调用ReleaseStringUTFChar()函数之前一直有效。
参数：string Java字符串对象

isCopy 如果进行拷贝，指向以JNI_TRUE填充的jboolean,否则指向以JNI_FALSE填充的jboolean。

void ReleaseStringUTFChars(jstring str, const char* chars)

通知虚拟机本地代码不再需要通过chars访问Java字符串。

参数：string Java字符串对象

chars 由GetStringChars返回的指针

jstring NewStringUTF(const char *utf)

返回一个新的Java字符串并将utf内容拷贝入新串，如果不能创建字符串对象，

返回null。通常在反值类型为string型时用到。

参数：utf UTF编码的字符串指针

对于数值型参数，在C/C++中可直接使用，其字节宽度如下所示： Java C/C++ 字节数 boolean jboolean 1 byte jbyte 1 char jchar 2 short jshort 2 int jint 4 long jlong 8 float jfloat 4 double jdouble 8
对于数组型参数，
Java C/C++ boolean[ ] JbooleanArray byte[ ] JbyteArray char[ ] JcharArray short[ ] JshortArray int[ ] JintArray long[ ] JlongArray float[ ] JfloatArray double[ ] JdoubleArray 对于上述类型数组，有一组函数与其对应。以下函数中Xxx为对应类型。

xxx * GetXxxArrayElements(xxxArray array, jboolean *isCopy)

产生一个指向Java数组元素的C指针。不再需要时，需将此指针传给ReleaseXxxArrayElemes。参数：array 数组对象

isCopy 如果进行拷贝，指向以JNI_TRUE填充的jboolean,否则指向以JNI_FALSE填充的jboolean。

例如： jboolean * GetBooleanArrayElements(jbooleanArray array, jboolean *isCopy)

void ReleaseXxxArrayElements(xxxArray array,xxx *elems, jint mode)

通知虚拟机不再需要从GetXxxArrayElements得到的指针。参数：

array 数组对象

elems 不再需要的指向数组元素的指针

mode 0＝在更新数组元素后释放elems缓冲器

JNI_COMMIT＝在更新数组元素后不释放elems缓冲器

JNI_ABORT＝不更新数组元素释放elems缓冲器

例如：void ReleaseBooleanArrayElements(jbooleanArray array,jboolean *elems, jint mode)

xxxArray NewXxxArray(jsize len)

产生一个新的数组，通常在反值类型为数组型时用到参数：len 数组中元素的个数。

例如：jbooleanArray NewBooleanArray(jsize len)
3．编译生成共享库。
使用GCC时,必须通知编译器在何处查找此 Java 本地方法的支持文件，并且显式通知编译器生成位置无关的代码，在我的环境中按如下过程编译：
gcc -I/home/jbuilder/jdk1.3.1/include -I/home/jbuilder/jdk1.3.1/include/linux -fPIC -c Hello.c

生成Hello.o
gcc -shared -Wl,-soname,libhello.so.1 -o libhello.so.1.0 Hello.o

生成libhello.so.1.0
接下来将生成的共享库拷贝为标准文件名

cp libhello.so.1.0 libhello.so

最后通知动态链接程序此共享文件的路径。

export LD_LIBRARY_PATH=`pwd`:$LD_LIBRARY_PATH

4．编写一个简单的Java程序来测试我们的本地方法。
将如下源码存为ToSay.java：
import Hello;

import java.util.*;

public class ToSay

{

public static void main(String argv[])

{

ToSay say = new ToSay();

}

public ToSay()

{

Hello h = new Hello();

//调用本地方法向John问好

h.SayHello("John");

}

}

用javac编译ToSay.java，生成ToSay.class

向执行普通Java程序一样使用java ToSay，我们会看到在屏幕上出现Hello,John。

到这里我们就将整个的本地调用编写过程大概浏览了一遍。