NDK开发－零散知识点整理

JavaVM

标准Java平台下，每一个Process可以产生很多JavaVM对象，但在Android平台上，每一个Process只能产生一个Dalvik VM对象，也就是说在Android进程中是通过一个虚拟器对象来服务所有Java和c/c++代码。

JavaVM使用

• 在加载动态链接库的时候，JVM会调用JNI_OnLoad(JavaVM* jvm, void* reserved)（如果定义了该函数）。第一个参数会传入JavaVM指针。

• 在native code中调用JNI_CreateJavaVM(&jvm, (void**)&env, &vm_args)可以得到JavaVM指针。

两种情况下，都可以用全局变量，比如JavaVM* g_jvm来保存获得的指针以便在任意上下文中使用。

JNIEnv

JNIEnv是一个指针, 指向一个线程相关的结构, 线程相关结构指向JNI函数指针数组, 这个数组中存放了大量的JNI函数指针, 这些指针指向了具体的JNI函数。

JNIEnv作用：

• 调用Java函数：JNIEnv代表Java运行环境, 可以使用JNIEnv调用Java中的代码;

• 操作Java对象：Java对象传入JNI层就是Jobject对象, 需要使用JNIEnv来操作这个Java对象;

JNIEnv使用：

当本地c/c++代码想获得当前线程的JNIEnv时，可以使用两种方法：

• vm->AttachCurrentThread(&env, 0)
• vm->GetEnv((void**)&env, JNI_VERSION_1_6)

需要强调的是JNIEnv是跟线程相关的，最好还是不要缓存这个JNIEnv* 。

当创建的线程需要获取JNIEnv* 的时候，最好在刚创建的时候调用一次AttachCurrentThread，并且不要忘记线程结束的时候执行DettachCurrentThread。

实例方法&静态方法

实例方法:

public native String getStringFromNative();

原生实例方法通过第二个参数获取实例引用，是jobject类型：

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_dean_testndk_JNIHelper_getStringFromNative
        (JNIEnv *, jobject);

静态方法:

public static native String getStringFromNative();

静态方法没有与实例绑定，因此第二个参数是jclass类型：

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_dean_testndk_JNIHelper_getStringFromNative
        (JNIEnv *, jclass);

C/C++

原生代码中，c与c++调用JNI函数的语法不同：

C：

return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI !");

C代码中，JNIEnv是指向JNIVativeInterface结构的指针，为了访问任何一个JNI函数，该指针需要首先被解引用。因为不了解JNI环境，所以需要将JNIEnv传递给调用者

C++:

return env->NewStringUTF("Hello from JNI !");

C++代码中，JNIEnv是C++类实例，JNI函数以成员函数的形式存在。因此不需要给调用着传递参数即可使用。

数据类型

Java中有两种数据类型：

基本数据类型：

boolean, byte, char, short, int, long, float, double

Java基本数据类型，可以直接与C/C++的相应基本数据类型映射

引用类型：

字符串类，数组类，以及其他类

与基本类型不同，引用类型对原生方法不透明，因此引用类型不能直接使用和修改，需要通过JNIEnv接口指针来调用JNI提供的API。

类&对象

获取类

• FindClass：jclass FindClass(JNIEnv *env, const char *name);
  
  通过传入类的完全限定名（注意JNI这边类的完全限定名通过”/”分隔，而不是Java那边的”.”），即可得到一个对应的jclass对象。

jclass clz = (*env)->FindClass(env, "com/example/hello_jnicallback/JniHandler");

• GetObjectClass: jclass GetObjectClass(JNIEnv *env, jobject obj);
  
  根据一个jobject对象得到这个对象的jclass对象。这事获取jclass的另一种方式。

jclass clz = (*env)->GetObjectClass(env, instance);

创建对象

• jobject NewObject(JNIEnv *env, jclass clazz,

jmethodID methodID, ...);

通过类，方法ID，对应参数来创建一个对象的实例：

jclass clz = (*env)->FindClass(env, "com/example/hello_jnicallback/JniHandler");

jmethodID jniHelperCtor = (*env)->GetMethodID(env, g_ctx.jniHelperClz, "<init>", "()V");

jobject handler = (*env)->NewObject(env, g_ctx.jniHelperClz, jniHelperCtor);

域&方法

在JNI开发中，经常会在Native中调用Java的域和方法。

Java的域和方法都有两类：

• 实例域，静态域；
• 实例方法，静态方法;

如下：

public class JavaClass {

    // 实例域
    private String instanceFiled = "Instance Field";
    // 静态域
    private static String staticFiled = "Static Field";

    // 实例方法
    private String instanceMethod() {
        return "Instance Method";
    }
    // 静态方法
    private static String staticMethod() {
        return "Static Method";
    }
}

下面例子是获取实例域，方法的代码。静态域，静态方法使用基本相同，都是先获取描述它的ID，然后在通过ID调用相应方法。

void nativeCallJavaClass(JNIEnv *env, jobject instance) {

    jclass clazz = env->GetObjectClass(instance);

    // 获取实例域的FieldID
    jfieldID instanceFieldId = env->GetFieldID(clazz, "instanceField", "Ljava/lang/String;");
    // 获取实例域
    jstring instanceField = (jstring) env->GetObjectField(instance, instanceFieldId);

    // 获取实例方法的MethodID
    jmethodID instanceMethodId = env->GetMethodID(clazz, "staticMethod", "Ljava/lang/String;");
    // 调用方法获得返回值
    jstring  instanceMethod = (jstring) env->CallObjectMethod(clazz, instanceMethodId);

};

为了提升应用程序的性能，对于频繁使用的域和方法，可以缓存它们的ID方便下次使用。

描述符

域描述符

• 基本类型的描述符
• 引用类型的描述符
  
  • 引用类型：L + 该类型类描述符 + ;
    • String类型的域描述符为 Ljava/lang/String;
  • 数组：[ + 其类型的域描述符 + ;
    
    • int[] [I
    • float[] [F
    • String[] [Ljava/lang/String;
    • Object[] [Ljava/lang/Object;
  • 多维数组：n个[ +该类型的域描述符 , N代表的是几维数组。
    
    • int[][] [[I
    • float[][] [[F

类描述符

• 类描述符：将完整的包名+类名中的.分隔符换成/分隔符

  • java.lang.String类的类描述符为：java/lang/String或者使用域描述符[Ljava/lang/String;

• 数组类型的描述符：同域描述符

方法描述符

• String test() Ljava/lang/String;
• int f(int i, Object object) (ILjava/lang/Object;)I
• void set(byte[ ] bytes) ([B)V

Javap

java在bin中提供了javap命令，用于查看一个类方法的签名

cd到.class对应路径，然后执行javap -s classname

例如：

cd /Users/DeanGuo/TestNDK/app/build/intermediates/classes/debug/com/dean/testndk/;

javap -s JNIHelper

Compiled from "JNIHelper.java"
public class com.dean.testndk.JNIHelper {
  public com.dean.testndk.JNIHelper();
    descriptor: ()V

  public static native java.lang.String getStringFromNative();
    descriptor: ()Ljava/lang/String;
}
bogon:testndk DeanGuo$ javap -s JNIHelper
Warning: Binary file JNIHelper contains com.dean.testndk.JNIHelper
Compiled from "JNIHelper.java"
public class com.dean.testndk.JNIHelper {
  public com.dean.testndk.JNIHelper();
    descriptor: ()V

  public static native java.lang.String getStringFromNative();
    descriptor: ()Ljava/lang/String;
}

局部&全局引用

局部引用

局部引用不能在后续的调用中呗缓存及重用，主要因为它们的使用期限仅限于原生方法，一旦原生函数返回，局部引用就被释放。也可以用void DeleteLocalRef(JNIEnv *env, jobject localRef);函数显示的释放。

全局引用

全局引用在原生方法的后续调用过程中依然有效，除非它们被原生代码显式释放。

• 创建全局引用：

jclass globalClazz;
jclass localClazz = env->FindClass("java/lang/String");
globalClazz = (jclass) env->NewGlobalRef(localClazz);

• 删除全局引用：

env->DeleteGlobalRef(globalClazz);

弱全局引用

与全局应用一样，弱全局引用在原生方法的后续调用过程中依然有效。不同的是，弱全局引用并不阻止潜在对象被垃圾回事。

• 创建弱全局引用：

jclass weakGlobalClazz;
jclass localClazz = env->FindClass("java/lang/String");
weakGlobalClazz = (jclass) env->NewWeakGlobalRef(localClazz);

• 有效性检验：

if (JNI_FALSE == env->IsSameObject(weakGlobalClazz, nullptr)) {
    // 有效
} else {
    // 对象被垃圾回收器回收, 不可使用
}

• 删除弱全局引用：

env->DeleteGlobalRef(weakGlobalClazz);

LOG

NDK开发中JNI时，可以使用__android_log_print打印log信息。

使用步骤：

• 引入#include <android/log.h>头文件

• 加入Lib

  • gralde：在ndk标签下加入ldLibs "log"
  • Android.mk：加入LOCAL_LDLIBS+= -L$(SYSROOT)/usr/lib -llog

• 使用__android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "JNITag","string From Java To C : %s", str);

封装：

#include <android/log.h>

// Android log function wrappers
static const char* kTAG = "testNDK";
#define LOGI(...) \
  ((void)__android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, kTAG, __VA_ARGS__))
#define LOGW(...) \
  ((void)__android_log_print(ANDROID_LOG_WARN, kTAG, __VA_ARGS__))
#define LOGE(...) \
  ((void)__android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, kTAG, __VA_ARGS__))

// 使用如下：
LOGI("JNI_LOG");

标准库

如果想在NDK中使用c++STL库：

• Application.mk：加入APP_STL := gnustl_static
• gralde：在ndk标签下加入stl "gnustl_static"

• system：使用默认最小的C++运行库，这样生成的应用体积小，内存占用小，但部分功能将无法支持
• stlport_static：使用STLport作为静态库，这项是Android开发网极力推荐的
• stlport_shared：STLport 作为动态库，这个可能产生兼容性和部分低版本的Android固件，目前不推荐使用。
• gnustl_static：使用 GNU libstdc++ 作为静态库

文章链接：

JNI官方文档