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深入了解android平台的jni

2013-07-24 11:32 363 查看
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深入了解android平台的jni(一)

android中很多Java类都具有native接口,这些接口由本地实现,然后注册到系统中。    

主要的JNI代码放在以下的路径中:frameworks/base/core/jni/,这个路径中的内容被编译成库 libandroid_runtime.so,被放置在目标系统的/system/lib目录下。此外,android还有其他的 JNI库。JNI中的各个文件,实际上就是普通的C++源文件.

如果要深入了解android framework层,则必须Android Native层运行及开发机制.

这里先介绍一些native的基础知识

1、接口定义

_JNIEnv定义了一个虚拟机的接口,通过这个接口可以访问虚拟机的所有功能:

1)分配对象(AllocObject/NewObject),并且控制对象的引用计数(NewGlobalRef/DeleteGlobalRef/DeleteLocalRef/IsSameObject/NewLocalRef)。

2)获取类的定义(FindClass),并通过类的定义来获取获取类得方法和成员的ID(GetMethodID/GetFieldID)

3)通过方法ID调用类的普通方法(CallObjectMethod)和静态方法(CallStaticObjectMethod)

4)通过成员ID获取和设置类的普通成员(GetObjectField/SetObjectField)和静态成员(GetStaticObjectField/SetStaticObjectField)

下面是比较常用的方法:

1)查找该类:

   jclass xxx = (*env)->FindClass(env, "Lclass_name;");

2)取得方法的id:

   jmethodID xxx = (*env)->GetMethodID(env, jclass, methodName, "(M)N");

3)查找需要调用的该类的方法:

   jmethodID xxx = (*env)->GetMethodID(env, jclass, "(M)N" );

4)取得静态方法的id

   jmethodID  xxx = (*env)->GetStaticMethodID(env,jclass, methodName,"(M)N")

5)初始化该类的实例: 

   jobject xxx = (*env)->NewObject(env, jclass, jmethodID );

6)调用实例的某方法:

   (*env)->CallObjectMethod(env, jobject, jmethodID, [parameter1, parameter2,...] );

7)释放实例:

   (*env)->DeleteLocalRef(env, xxx);

8)取得成员变量的id

   jfieldID xxx = (*env)->GetFieldID(env,jclass ,jfieldID,jfieldType)

9)取得静态成员变量的id

   jfieldID xxx = GetStaticFieldID(env,jclass ,jfieldID,jfieldType)

JNIENV - java的运行环境

jobject - 代表java的instance

jclass - 代表java的类

2、函数与属性签名

在GetMethodID和GetFieldID这两个函数中,最后一个参数都是签名字符串,用来标示java函数和成员的唯一性。

因为java中存在重载函数,所以一个函数名不足以唯一指定一个函数,这时候就需要签名字符串来指定函数的参数列表和返回值类型了。

函数签名是一个字符串:"(M)N"

括号中的内容是函数的参数类型,括号后面表示函数的返回值。

3、JNI 类型签名

"(M)N",这里的M和N指的是该函数的输入和输出参数的类型签名(Type Signature)。

具体的每一个字符的对应关系如下

字符 Java类型     C类型

V      void       void

Z    jboolean    boolean

I      jint        int

J      jlong      long

D     jdouble     double

F    jfloat       float

B    jbyte        byte

C    jchar        char

S    jshort       short

数组则以”["开始,用两个字符表示

[I   jintArray    int[]

[F   jfloatArray  float[]

[B   jbyteArray   byte[]

[C   jcharArray   char[]

[S   jshortArray  short[]

[D   jdoubleArray double[]

[J   jlongArray   long[]

[Z  jbooleanArray boolean[]

如果Java函数的参数是class,则以”L”开头,以”;”结尾,中间是用”/” 隔开的包及类名。而其对应的C函数名的参数则为jobject

一个例外是String类,其对应的类为jstring

Ljava/lang/String; String jstring

Ljava/net/Socket; Socket jobject

如果JAVA函数位于一个嵌入类,则用$作为类名间的分隔符。

例如 “(Ljava/lang/String;Landroid/os/FileUtils$FileStatus;)Z”

举例说明"(M)N"的含义,例如:

(I)V   带一个int 类型的参数,返回值类型为void

()D     没有参数,返回double

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作者:流星

出处:http://blog.sina.com.cn/staratsky

 

http://www.eoeandroid.com/forum.php?mod=viewthread&tid=204423

 

深入了解android平台的jni(二)

 

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。

一、Android.mk文件的用途

一个android子项目中会存在一个或多个Android.mk文件

1、单一的Android.mk文件

直接参考NDK的sample目录下的hello-jni项目,在这个项目中只有一个Android.mk文件

2、多个Android.mk文件

如果需要编译的模块比较多,我们可能会将对应的模块放置在相应的目录中,

这样,我们可以在每个目录中定义对应的Android.mk文件(类似于上面的写法),

最后,在根目录放置一个Android.mk文件,内容如下:

include $(call all-subdir-makefiles)

只需要这一行就可以了,它的作用就是包含所有子目录中的Android.mk文件

3、多个模块共用一个Android.mk

这个文件允许你将源文件组织成模块,这个模块中含有:

  -静态库(.a文件)

  -动态库(.so文件)

只有共享库才能被安装/复制到您的应用软件(APK)包中

include $(BUILD_STATIC_LIBRARY),编译出的是静态库

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY),编译出的是动态库

二、自定义变量

以下是在 Android.mk中依赖或定义的变量列表,可以定义其他变量为自己使用,但是NDK编译系统保留下列变量名:

-以 LOCAL_开头的名字(例如 LOCAL_MODULE)

-以 PRIVATE_, NDK_ 或 APP_开头的名字(内部使用)

-小写名字(内部使用,例如‘my-dir’)

  如果为了方便在 Android.mk 中定义自己的变量,建议使用 MY_前缀,一个小例子:

MY_SOURCES := foo.c

ifneq ($(MY_CONFIG_BAR),)

MY_SOURCES += bar.c

endif

LOCAL_SRC_FILES += $(MY_SOURCES)

注意:‘:=’是赋值的意思;'+='是追加的意思;‘$’表示引用某变量的值。

三、GNU Make系统变量

  这些 GNU Make变量在你的 Android.mk 文件解析之前,就由编译系统定义好了。注意在某些情况下,NDK可能分析 Android.mk 几次,每一次某些变量的定义会有不同。

  (1)CLEAR_VARS:  指向一个编译脚本,几乎所有未定义的 LOCAL_XXX 变量都在"Module-description"节中列出。必须在开始一个新模块之前包含这个脚本:include$(CLEAR_VARS),用于重置除LOCAL_PATH变量外的,所有LOCAL_XXX系列变量。

  (2)BUILD_SHARED_LIBRARY:  指向编译脚本,根据所有的在 LOCAL_XXX 变量把列出的源代码文件编译成一个共享库。

       注意,必须至少在包含这个文件之前定义 LOCAL_MODULE 和 LOCAL_SRC_FILES。

  (3)BUILD_STATIC_LIBRARY:  一个 BUILD_SHARED_LIBRARY 变量用于编译一个静态库。静态库不会复制到的APK包中,但是能够用于编译共享库。

       示例:include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)

       注意,这将会生成一个名为 lib$(LOCAL_MODULE).a 的文件

  (4)TARGET_ARCH: 目标 CPU平台的名字

  (5)TARGET_PLATFORM: Android.mk 解析的时候,目标 Android 平台的名字.详情可考/development/ndk/docs/stable- apis.txt.

       android-3 -> Official Android 1.5 system images

       android-4 -> Official Android 1.6 system images

       android-5 -> Official Android 2.0 system images

  (6)TARGET_ARCH_ABI:  暂时只支持两个 value,armeabi 和 armeabi-v7a。。

  (7)TARGET_ABI: 目标平台和 ABI 的组合,

                              
四、模块描述变量

  下面的变量用于向编译系统描述你的模块。应该定义在'include  $(CLEAR_VARS)'和'include $(BUILD_XXXXX)'之间。$(CLEAR_VARS)是一个脚本,清除所有这些变量。

  (1)LOCAL_PATH:  这个变量用于给出当前文件的路径。

       必须在 Android.mk 的开头定义,可以这样使用:LOCAL_PATH := $(call my-dir)

       如当前目录下有个文件夹名称 src,则可以这样写 $(call src),那么就会得到 src 目录的完整路径

       这个变量不会被$(CLEAR_VARS)清除,因此每个 Android.mk 只需要定义一次(即使在一个文件中定义了几个模块的情况下)。

  (2)LOCAL_MODULE: 这是模块的名字,它必须是唯一的,而且不能包含空格。

       必须在包含任一的$(BUILD_XXXX)脚本之前定义它。模块的名字决定了生成文件的名字。

  (3)LOCAL_SRC_FILES:  这是要编译的源代码文件列表。

       只要列出要传递给编译器的文件,因为编译系统自动计算依赖。注意源代码文件名称都是相对于 LOCAL_PATH的,你可以使用路径部分,例如:

        LOCAL_SRC_FILES := foo.c toto/bar.c\

        Hello.c

       文件之间可以用空格或Tab键进行分割,换行请用"\"

       如果是追加源代码文件的话,请用LOCAL_SRC_FILES +=

       注意:可以LOCAL_SRC_FILES := $(call all-subdir-java-files)这种形式来包含local_path目录下的所有java文件。

  (4)LOCAL_C_INCLUDES:  可选变量,表示头文件的搜索路径。

        默认的头文件的搜索路径是LOCAL_PATH目录。

  (5)LOCAL_STATIC_LIBRARIES: 表示该模块需要使用哪些静态库,以便在编译时进行链接。

  (6)LOCAL_SHARED_LIBRARIES:  表示模块在运行时要依赖的共享库(动态库),在链接时就需要,以便在生成文件时嵌入其相应的信息。

       注意:它不会附加列出的模块到编译图,也就是仍然需要在Application.mk 中把它们添加到程序要求的模块中。

  (7)LOCAL_LDLIBS:  编译模块时要使用的附加的链接器选项。这对于使用‘-l’前缀传递指定库的名字是有用的。

       例如,LOCAL_LDLIBS := -lz表示告诉链接器生成的模块要在加载时刻链接到/system/lib/libz.so

       可查看 docs/STABLE-APIS.TXT 获取使用 NDK发行版能链接到的开放的系统库列表。

   (8)LOCAL_MODULE_PATH 和 LOCAL_UNSTRIPPED_PATH

       在 Android.mk 文件中, 还可以用LOCAL_MODULE_PATH 和LOCAL_UNSTRIPPED_PATH指定最后的目标安装路径.

       不同的文件系统路径用以下的宏进行选择:

       TARGET_ROOT_OUT:表示根文件系统。

       TARGET_OUT:表示 system文件系统。

       TARGET_OUT_DATA:表示 data文件系统。

       用法如:LOCAL_MODULE_PATH :=$(TARGET_ROOT_OUT)

       至于LOCAL_MODULE_PATH 和LOCAL_UNSTRIPPED_PATH的区别,暂时还不清楚。

   (9)LOCAL_JNI_SHARED_LIBRARIES:定义了要包含的so库文件的名字,如果程序没有采用jni,不需要

        LOCAL_JNI_SHARED_LIBRARIES := libxxx 这样在编译的时候,NDK自动会把这个libxxx打包进apk; 放在youapk/lib/目录下

五、NDK提供的函数宏

GNU Make函数宏,必须通过使用'$(call  )'来调用,返回值是文本化的信息。

   (1)my-dir:返回当前 Android.mk 所在的目录的路径,相对于 NDK 编译系统的顶层。这是有用的,在 Android.mk 文件的开头如此定义:

        LOCAL_PATH := $(call my-dir)

   (2)all-subdir-makefiles: 返回一个位于当前'my-dir'路径的子目录中的所有Android.mk的列表。

       例如,某一子项目的目录层次如下:

            src/foo/Android.mk

            src/foo/lib1/Android.mk

            src/foo/lib2/Android.mk

      如果 src/foo/Android.mk 包含一行:

           include $(call all-subdir-makefiles)

      那么它就会自动包含 src/foo/lib1/Android.mk 和 src/foo/lib2/Android.mk。

      这项功能用于向编译系统提供深层次嵌套的代码目录层次。

      注意,在默认情况下,NDK 将会只搜索在 src/*/Android.mk 中的文件。

   (3)this-makefile:  返回当前Makefile 的路径(即这个函数调用的地方)

   (4)parent-makefile:  返回调用树中父 Makefile 路径。即包含当前Makefile的Makefile 路径。

   (5)grand-parent-makefile:返回调用树中父Makefile的父Makefile的路径

六、 Android.mk示例

1.#编译静态库  

2.LOCAL_PATH := $(call my-dir)  

3.include $(CLEAR_VARS)  

4.LOCAL_MODULE = libhellos  

5.LOCAL_CFLAGS = $(L_CFLAGS)  

6.LOCAL_SRC_FILES = hellos.c  

7.LOCAL_C_INCLUDES = $(INCLUDES)  

8.LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libcutils  

9.LOCAL_COPY_HEADERS_TO := libhellos  

10.LOCAL_COPY_HEADERS := hellos.h  

11.include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)  

12. 

13.#编译动态库  

14.LOCAL_PATH := $(call my-dir)  

15.include $(CLEAR_VARS)  

16.LOCAL_MODULE = libhellod  

17.LOCAL_CFLAGS = $(L_CFLAGS)  

18.LOCAL_SRC_FILES = hellod.c  

19.LOCAL_C_INCLUDES = $(INCLUDES)  

20.LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libcutils  

21.LOCAL_COPY_HEADERS_TO := libhellod  

22.LOCAL_COPY_HEADERS := hellod.h  

23.include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)  

24. 

25.#使用静态库  

26.LOCAL_PATH := $(call my-dir)  

27.include $(CLEAR_VARS)  

28.LOCAL_MODULE := hellos  

29.LOCAL_STATIC_LIBRARIES := libhellos  

30.LOCAL_SHARED_LIBRARIES :=  

31.LOCAL_LDLIBS += -ldl  

32.LOCAL_CFLAGS := $(L_CFLAGS)  

33.LOCAL_SRC_FILES := mains.c  

34.LOCAL_C_INCLUDES := $(INCLUDES)  

35.include $(BUILD_EXECUTABLE)  

36. 

37.#使用动态库  

38.LOCAL_PATH := $(call my-dir)  

39.include $(CLEAR_VARS)  

40.LOCAL_MODULE := hellod  

41.LOCAL_MODULE_TAGS := debug  

42.LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libc libcutils libhellod  

43.LOCAL_LDLIBS += -ldl  

44.LOCAL_CFLAGS := $(L_CFLAGS)  

45.LOCAL_SRC_FILES := maind.c  

46.LOCAL_C_INCLUDES := $(INCLUDES)  

47.include $(BUILD_EXECUTABLE) 

#编译静态库

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE = libhellos

LOCAL_CFLAGS = $(L_CFLAGS)

LOCAL_SRC_FILES = hellos.c

LOCAL_C_INCLUDES = $(INCLUDES)

LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libcutils

LOCAL_COPY_HEADERS_TO := libhellos

LOCAL_COPY_HEADERS := hellos.h

include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)

#编译动态库

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE = libhellod

LOCAL_CFLAGS = $(L_CFLAGS)

LOCAL_SRC_FILES = hellod.c

LOCAL_C_INCLUDES = $(INCLUDES)

LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libcutils

LOCAL_COPY_HEADERS_TO := libhellod

LOCAL_COPY_HEADERS := hellod.h

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

#使用静态库

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE := hellos

LOCAL_STATIC_LIBRARIES := libhellos

LOCAL_SHARED_LIBRARIES :=

LOCAL_LDLIBS += -ldl

LOCAL_CFLAGS := $(L_CFLAGS)

LOCAL_SRC_FILES := mains.c

LOCAL_C_INCLUDES := $(INCLUDES)

include $(BUILD_EXECUTABLE)

#使用动态库

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE := hellod

LOCAL_MODULE_TAGS := debug

LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libc libcutils libhellod

LOCAL_LDLIBS += -ldl

LOCAL_CFLAGS := $(L_CFLAGS)

LOCAL_SRC_FILES := maind.c

LOCAL_C_INCLUDES := $(INCLUDES)

include $(BUILD_EXECUTABLE)

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作者:流星

出处:http://blog.sina.com.cn/staratsky

 
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