jni开发之一
16lz
2021-01-25
JNI在Android系统中有着广泛的应用。Android系统底层都是C/C++实现的,上层提供的API都是Java的,Java通过JNI调用底层的实现。比如:Android API多媒体接口MediaPlayer类,其实底层通过JNI调用libmedia库。由于JNI的存在可以让我们重用很多已经存在C/C++的库,省去了重复开发的麻烦,并且可以利用很多开源的库(Android库中就有很多开源库,比如libjpeg,libpng等等),并且让我们开发的程序更有效率(C/C++代码发挥硬件最佳性能)。
交叉编译环境
首先是要搭建交叉编译环境,因为Java层的应用程序是和硬件无关的,JDK编译即可;但是Native C/C++代码是和硬件相关的,必须要用交叉编译器编译成特定硬件可执行代码。请根据你的硬件平台搭建你的交叉编译环境,我的MIPS平台,当然选择的是MIPS的交叉编译器,如果你是Arm的请配置自己的交叉编译器。
我们首先编译一个Native C的helloworld程序,
Java编写的Android应用程序
我们首先用java编写helloworld应用程序(APK),这个代码很简单创建一个HelloWorld activity。代码如下:
这个HelloWorld Activity非常简单,只是调用JNI接口printJNI()打印一些信息到Android logger上面。我们需要关注一下的是printJNI()的声明,有一个native的关键字,说明他是一个用native代码实现的函数,需要用JNI调用Native代码。另外注意static代码段,这段代码意思是当类HelloWorld第一次被加载的时候,加载libhelloworld.so(请注意这里写的是库名称,在Linux中共享库名为xxx共享库,文件存在形式为libxxx.so。所以loadLibrary的参数不是libhelloworld.so,而是helloworld。如果写错误了将会加载库失败,将会收到异常)。
C语言实现helloworld共享库
接下来我们需要来完成Native 代码部分了,这里需要强调一下,Android JNI实现中为C/C++提供了两套不同的API,调用的时候需要注意,否则非常有可能你会受到一些libc库的崩溃信息,没准儿会把你整“崩溃”,呵呵!下面先实现Native C来实现helloworld库。
如果你对Java标准JNI熟悉的话,肯定知道javah工具,可以根据java源程序,生成Native代码的头文件,如果你是在Eclipse中开发apk的话,可以在打开终端进入bin目录,然后执行:
javah com.simon.HelloWorld javah 包名类名
你将会得到,一个头文件com_simon_Helloworld.h,这里包含有printJNI接口的C/C++声明。这个声明肯定正确,如果你把printJNI接口声明写错了,HelloWorld将找不到printJNI接口,然后产生崩溃。
我们创建com_simon_Helloworld.c文件,并在该文件中输入:
请注意Java_com_simon_HelloWorld_printJNI函数的名字,这个名字是符合JNI规范的,Java_开头,后面紧跟着调用他类名(包含包名和类名,com_simon_HelloWorld),然后才是接口的名字printJNI。这样java虚拟机就可以在com.simon.HelloWorld类调用printJNI接口的时候自动找到这个C实现的Native函数调用。你可能注意到这个名字非常的长,作为一个函数名它非常有可能不是一个好的选择。JNI API允许你提供一个函数映射表,注册给Jave虚拟机,这样Java虚拟机就可以用函数映射表来调用相应的函数,就可以不必通过函数名来查找需要调用的函数了。这样你的函数名也可以随便定义了(可以定义最能表现函数功能的函数名),这个将会在helloworld共享库的C++实现中演示。但是Android系统中,还是推荐用JNI标准的函数名定义的。
JNI_OnLoad函数JNI规范定义的,当共享库第一次被加载的时候会被回调,这个函数里面可以进行一些初始化工作,比如注册函数映射表,缓存一些变量等,最后返回当前环境所支持的JNI环境。本例只是简单的返回当前JNI环境。
注意网上很多例子都说可以不实现JNI_OnLoad,我发现如果不是实现的话,printJNI只可以返回整型类型的值,如果返回其他类型的值都会崩溃。并且GetEnv的调用也是必须的,否则也是崩溃,但是GetEnv的返回值我并没有用到,这些地方使我非常迷惑,期待达人解惑。
接下来编写Android.mk文件,创建之,并输入:
这里面有几个标签需要说明:
1、LOCAL_C_INCLUDES说明包含的头文件,这里需要包含JNI的头文件。
2、LOCAL_MODULE当前模块的名称
3、LOCAL_SHARED_LIBRARIES当前模块需要依赖的共享库,因为在hellowold中我们调用Android打印系统输出到logger,所以我们必须要依赖libutils库。
4、LOCAL_PRELINK_MODULE指明该模块是否被启动就加载,可以参考《动态库优化——Prelink(预连接)技术》。我们的helloworld库不需要prelink,所以置为false。
LOCAL_SRC_FILES - 编译的源文件
LOCAL_C_INCLUDES - 需要包含的头文件目录
LOCAL_SHARED_LIBRARIES - 链接时需要的外部库
LOCAL_PRELINK_MODULE -
是否需要prelink处理(参考prelink的详细介绍:《动态库优化——Prelink(预连接)技术》,Android的Toolchain, prelink工具:《Android Toolchain与Bionic Libc》)
LOCAL_MODULE - 编译的目标对象
BUILD_SHARED_LIBRARY - 指明要编译成动态库。
接下来回到Android顶层目录,并执行make libhello来编译:
编译结果可得到位于out/target/product/generic/system/lib/目录的动态共享库libhello.so
使用ndk编译:
在android项目中建立一个jni目录,
把*.h与*.c两个文件拷贝到jni目录
把android项目拷贝到NDK的sample目录
然后进入jni目录,ndk-build
交叉编译环境
首先是要搭建交叉编译环境,因为Java层的应用程序是和硬件无关的,JDK编译即可;但是Native C/C++代码是和硬件相关的,必须要用交叉编译器编译成特定硬件可执行代码。请根据你的硬件平台搭建你的交叉编译环境,我的MIPS平台,当然选择的是MIPS的交叉编译器,如果你是Arm的请配置自己的交叉编译器。
我们首先编译一个Native C的helloworld程序,
Java编写的Android应用程序
我们首先用java编写helloworld应用程序(APK),这个代码很简单创建一个HelloWorld activity。代码如下:
import android.app.Activity;import android.os.Bundle;import android.util.Log;public class HelloWorld extends Activity { private static final String TAG = "HelloWorld";static {System.loadLibrary("helloworld");}private native String printJNI(); /** Called when the activity is first created. */ @Override public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.main); Log.d(TAG, "Activity call JNI: " + printJNI()); }}
这个HelloWorld Activity非常简单,只是调用JNI接口printJNI()打印一些信息到Android logger上面。我们需要关注一下的是printJNI()的声明,有一个native的关键字,说明他是一个用native代码实现的函数,需要用JNI调用Native代码。另外注意static代码段,这段代码意思是当类HelloWorld第一次被加载的时候,加载libhelloworld.so(请注意这里写的是库名称,在Linux中共享库名为xxx共享库,文件存在形式为libxxx.so。所以loadLibrary的参数不是libhelloworld.so,而是helloworld。如果写错误了将会加载库失败,将会收到异常)。
C语言实现helloworld共享库
接下来我们需要来完成Native 代码部分了,这里需要强调一下,Android JNI实现中为C/C++提供了两套不同的API,调用的时候需要注意,否则非常有可能你会受到一些libc库的崩溃信息,没准儿会把你整“崩溃”,呵呵!下面先实现Native C来实现helloworld库。
如果你对Java标准JNI熟悉的话,肯定知道javah工具,可以根据java源程序,生成Native代码的头文件,如果你是在Eclipse中开发apk的话,可以在打开终端进入bin目录,然后执行:
javah com.simon.HelloWorld javah 包名类名
你将会得到,一个头文件com_simon_Helloworld.h,这里包含有printJNI接口的C/C++声明。这个声明肯定正确,如果你把printJNI接口声明写错了,HelloWorld将找不到printJNI接口,然后产生崩溃。
我们创建com_simon_Helloworld.c文件,并在该文件中输入:
#include <jni.h>#define LOG_TAG "HelloWorld"#include <utils/Log.h>/* Native interface, it will be call in java code */JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_simon_HelloWorld_printJNI(JNIEnv *env, jobject obj){ LOGI("Hello World From libhelloworld.so!"); return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello World!");}/* This function will be call when the library first be load. * You can do some init in the libray. return which version jni it support. */jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved){ void *venv; LOGI("JNI_OnLoad!"); if ((*vm)->GetEnv(vm, (void**)&venv, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) { LOGE("ERROR: GetEnv failed"); return -1; } return JNI_VERSION_1_4;}
请注意Java_com_simon_HelloWorld_printJNI函数的名字,这个名字是符合JNI规范的,Java_开头,后面紧跟着调用他类名(包含包名和类名,com_simon_HelloWorld),然后才是接口的名字printJNI。这样java虚拟机就可以在com.simon.HelloWorld类调用printJNI接口的时候自动找到这个C实现的Native函数调用。你可能注意到这个名字非常的长,作为一个函数名它非常有可能不是一个好的选择。JNI API允许你提供一个函数映射表,注册给Jave虚拟机,这样Java虚拟机就可以用函数映射表来调用相应的函数,就可以不必通过函数名来查找需要调用的函数了。这样你的函数名也可以随便定义了(可以定义最能表现函数功能的函数名),这个将会在helloworld共享库的C++实现中演示。但是Android系统中,还是推荐用JNI标准的函数名定义的。
JNI_OnLoad函数JNI规范定义的,当共享库第一次被加载的时候会被回调,这个函数里面可以进行一些初始化工作,比如注册函数映射表,缓存一些变量等,最后返回当前环境所支持的JNI环境。本例只是简单的返回当前JNI环境。
注意网上很多例子都说可以不实现JNI_OnLoad,我发现如果不是实现的话,printJNI只可以返回整型类型的值,如果返回其他类型的值都会崩溃。并且GetEnv的调用也是必须的,否则也是崩溃,但是GetEnv的返回值我并没有用到,这些地方使我非常迷惑,期待达人解惑。
接下来编写Android.mk文件,创建之,并输入:
LOCAL_PATH:= $(call my-dir)include $(CLEAR_VARS)LOCAL_SRC_FILES:=com_simon_Helloworld.cLOCAL_C_INCLUDES := $(JNI_H_INCLUDE)LOCAL_MODULE := libhelloworldLOCAL_SHARED_LIBRARIES := libutilsLOCAL_PRELINK_MODULE := falseinclude $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
这里面有几个标签需要说明:
1、LOCAL_C_INCLUDES说明包含的头文件,这里需要包含JNI的头文件。
2、LOCAL_MODULE当前模块的名称
3、LOCAL_SHARED_LIBRARIES当前模块需要依赖的共享库,因为在hellowold中我们调用Android打印系统输出到logger,所以我们必须要依赖libutils库。
4、LOCAL_PRELINK_MODULE指明该模块是否被启动就加载,可以参考《动态库优化——Prelink(预连接)技术》。我们的helloworld库不需要prelink,所以置为false。
LOCAL_SRC_FILES - 编译的源文件
LOCAL_C_INCLUDES - 需要包含的头文件目录
LOCAL_SHARED_LIBRARIES - 链接时需要的外部库
LOCAL_PRELINK_MODULE -
是否需要prelink处理(参考prelink的详细介绍:《动态库优化——Prelink(预连接)技术》,Android的Toolchain, prelink工具:《Android Toolchain与Bionic Libc》)
LOCAL_MODULE - 编译的目标对象
BUILD_SHARED_LIBRARY - 指明要编译成动态库。
接下来回到Android顶层目录,并执行make libhello来编译:
# cd $(YOUR_ANDROID) && make libhellotarget thumb C: libhello <= development/hellolib/hellolib.ctarget SharedLib: libhello (out/target/product/generic/obj/SHARED_LIBRARIES/libhello_intermediates/LINKED/libhello.so)target Non-prelinked: libhello (out/target/product/generic/symbols/system/lib/libhello.so)target Strip: libhello (out/target/product/generic/obj/lib/libhello.so)Install: out/target/product/generic/system/lib/libhello.so
编译结果可得到位于out/target/product/generic/system/lib/目录的动态共享库libhello.so
使用ndk编译:
在android项目中建立一个jni目录,
把*.h与*.c两个文件拷贝到jni目录
把android项目拷贝到NDK的sample目录
然后进入jni目录,ndk-build
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