Android JNI開發系列之Java與C相互調用

這是這個系列的第二篇，第一篇介紹瞭如何配置。這一篇介紹Java與C如何相互介紹。

沒有配置過的能夠去看看Android JNI開發系列之配置

首先介紹的就是Java如何調用C，而C調用Java核心使用的就是反射，下面會依次介紹。

1、Java調用C

第一篇中有個簡單的例子，就是使用Java調用C，調用一個無參的native函數，並返回一個String，下面接着說點更多的狀況：

• 基本類型對應狀況
• 字符串處理
• 數組的處理

基本類型對應狀況

由於Java和C的基本類型也有些許區別，而在這二者之間還有一個jni的類型做爲橋樑鏈接轉換類型，有一張圖特別好，一看就清楚了，借了一下這位做者文章中的圖，表示感謝。

下邊對於數據的處理就是基於這些類型去處理的。

字符串的處理

一、首先先來一個字符串的拼接

這個也是坑了我這個萌新很多，體會到其實Java的垃圾回收機制仍是很方便的。

其中在c中字符串的拼接主要就是使用strcat方法，導入#include<string.h>包。

仍是老樣子，先定義一個native方法，對於配置都是在上一篇的基礎上的：

public class Hello {
    static {
        System.loadLibrary("Hello");
    }

    //傳入一個字符串，拼接一段字符串後返回
    public native String sayHello(String msg);
}
複製代碼

接着在Hello.c文件中寫這個方法，這裏有兩種方法去寫這個方法，第一種是手動本身寫，也有點技巧：

• 首先看到返回的是String，對應的就是jstring
• 而後函數名就是：Java_類徹底限定名_方法名，其中徹底限定名，能夠在Hello這個類上右鍵->Copy Reference，而後再把名字中間的點改成下劃線。
• 而後函數的參數：前兩個參數必須的，JNIEnv *env, jobject instance，而後第三個參數開始就是在Java中定義的方法的參數，這裏傳入了一個String，在這裏的就改成jstring msg，方法以下：

jstring Java_net_arvin_androidstudy_jni_Hello_sayHello(JNIEnv *env, jobject instance,
                                                       jstring msg) {
    // implement code...
}
複製代碼

還有一種方法就是使用javah命令，處理.java文件就能獲得定義的.h文件；方法就是在該項目的java目錄下，使用命令javah 類的徹底限定名，在我這個項目裏就是： javah net.arvin.androidstudy.jni.Hello

這樣在java目錄下就有一個net_arvin_androidstudy_jni_Hello.h文件，打開能夠看到這個方法：

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_net_arvin_androidstudy_jni_Hello_sayHello
  (JNIEnv *, jobject, jstring);
複製代碼

其中JNIEXPORT和JNICALL關鍵字均可以去掉的，去掉後就和上邊的方法同樣了，而後本身去把參數的名字補充上便可。

最後對於字符串的拼接，沒啥好說的，我這裏提供一種方式：

jstring Java_net_arvin_androidstudy_jni_Hello_sayHello(JNIEnv *env, jobject instance,
                                                       jstring msg) {
    char *fromJava = (char *) (*env)->GetStringUTFChars(env, msg, JNI_FALSE);
    char *fromC = " add I am from C~";
    char *result = (char *) malloc(strlen(fromJava) + strlen(fromC) + 1);
    strcpy(result, fromJava);
    strcat(result, fromC);
    return (*env)->NewStringUTF(env, result);
}
複製代碼

• 先將jstring轉爲char*
• 而後把要拼接的字符串定義出來
• 接着關鍵來了，動態申請一塊區域用於存儲拼接後的字符串，申請的長度就是傳進來的字符串和要添加的長度之和
• 接着就是把這兩個字符串拼在一塊兒，先使用strcpy是由於result尚未初始化，至關於把fromJava賦值給result，而後再把fromC拼接到result中
• 最後就是使用NewStringUFT將char*轉換成jstring

最後就是去調用，這就簡單了。

Hello jni = new Hello();
String result = jni.sayHello("I am from Java");
Log.d(TAG, result);
複製代碼

二、字符串比較

有了上文的介紹，這個比較就比較簡單，核心就是使用strcmp方法，Java代碼以下：

public class Hello {
    static {
        System.loadLibrary("Hello");
    }

    //若是是c中要求的就返回200，不然就返回400
    public native int checkStr(String str);

}
複製代碼

c代碼以下：

jint Java_net_arvin_androidstudy_jni_Hello_checkStr
        (JNIEnv *env, jobject instance, jstring jstr) {
    char *input = (char *) (*env)->GetStringUTFChars(env, jstr, JNI_FALSE);
    char *real = "123456";
    return strcmp(input, real) == 0 ? 200 : 400;
}
複製代碼

這裏就不接着介紹其餘的處理方法了，須要時能夠本身搜一下。

處理數組

一樣有了上文的基礎，Java代碼以下：

public class Hello {
    static {
        System.loadLibrary("Hello");
    }

    public native void increaseArray(int[] arr);

}
複製代碼

C代碼以下：

void Java_net_arvin_androidstudy_jni_Hello_increaseArray
        (JNIEnv *env, jobject instance, jintArray arr) {
    jsize length = (*env)->GetArrayLength(env, arr);
    jint *elements = (*env)->GetIntArrayElements(env, arr, JNI_FALSE);
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        elements[i] += 10;
    }
    (*env)->ReleaseIntArrayElements(env, arr, elements, 0);
}
複製代碼

能夠看到：

• GetArrayLength：獲取數組長度
• GetIntArrayElements：從java數組獲取數組指針，注意JNI_FALSE這個參數，代碼是否複製一份，false表示不復制，直接使用java數組的內存地址
• for循環，每一個數組元素都加10
• 最後釋放本地數組內存，最後一個參數，0表示將值修改到java數組中，而後釋放本地數組，這個參數還有兩個可選值：JNI_COMMIT和JNI_ABORT，前一個修改值到java數組，可是不釋放本地數組內存，後一個，不修改值到java數組，可是會釋放本地數組內存。

到這裏Java調用C的介紹就到這裏，方法基本介紹了，可是如何更好的運用還需努力實踐。

C調用Java

上文中說到這個操做，主要是利用反射，這樣就能調用Java代碼了。

對於配置都不說了，也直接上代碼，主要的細節都是在反射那裏。

先來一個C調用Java無參無返回值的函數，Java代碼以下：

public class CallJava {
    static {
        System.loadLibrary("Hello");
    }

    private static final String TAG = "CallJava";

    //調用無參，無返回函數
    public native void callVoid();

    public void hello() {
        Log.d(TAG, "Java的hello方法");
    }
}
複製代碼

能夠看到這裏換了一個類了，可是沒有影響，以後會介紹這一塊知識。

C代碼：

//調用public void hello()方法
void Java_net_arvin_androidstudy_jni_CallJava_callVoid
        (JNIEnv *env, jobject instance) {
    jclass clazz = (*env)->FindClass(env, "net/arvin/androidstudy/jni/CallJava");
    jmethodID method = (*env)->GetMethodID(env, clazz, "hello", "()V");
    jobject object = (*env)->AllocObject(env, clazz);
    (*env)->CallVoidMethod(env, object, method);
}
複製代碼

這個就是四部曲：

• 獲取Java中的class
• 獲取對應的函數
• 實例化該class對應的實例
• 調用方法

獲取Java中的class

第一步：使用FindClass方法，第二個參數，就是要調用的函數的類的徹底限定名，可是須要把點換成/

獲取對應的函數

第二步：使用GetMethodID方法，第二個參數就是剛獲得的類的class，第三個就是方法名，第四個就是該函數的簽名，這裏有個技巧，使用javap -s 類的徹底限定名就能獲得該函數的簽名，可是須要在build->intermediates->classes->debug目錄下，使用該命令，獲得以下結果：

//else method...

public void hello();
    descriptor: ()V
複製代碼

descriptor：後邊的就是該方法的簽名

實例化該class對應的實例

第三步：使用AllocObject方法，使用clazz建立該class的實例。

調用方法

第四步：使用CallVoidMethod方法，能夠看到這個就是調用返回爲void的方法，第二個參數就是第三步中建立的實例，第三個參數就是上邊建立的要調用的方法。

有了這個四部就能在C中吊起Java中的代碼了。

而對於有參，有返回的方法，在這四部曲的基礎上，只須要修改第二步獲取方法的名字和簽名，其中籤名以及第四步的CallMethod方法，Type能夠是int，string，boolean，float等等。

提示：對於基本類型又個技巧，括號內依次是參數的類型的縮寫，括號右邊是返回類型的縮寫，用得多了就能夠不用每次都去使用命令查詢了，可是開始最好仍是都查一下，省得出錯

可是對於靜態方法的調用就應該使用GetStaticMethodID和CallStaticVoidMethod了，而對於靜態方法就不須要實例化對象，相對來講還少一步。

到這裏，可能有使用過java的反射的同窗有疑問了，若是是去調用private的方法，會不會報錯呢，這個能夠告訴你，我試過了，也是能夠調用起來的，沒有問題，不用擔憂啦。

到這裏，Java調用C，C調用Java基本就算是完成了，這個代碼我也會上傳到github上，須要的同窗能夠自行下載比對，有不足之處也請多多指教。地址在文末。

添加多個C文件的配置

前文中說了，對於多文件的配置會在以後的文章中說到，果真，在第二篇中，想着方法太多了，我想放到別的文件中去處理，避免混亂了，因此就去了解了一下，在此告訴你們，其實很簡答。

首先，在以前的配置基礎上，再在cpp目錄下建立一個文件，例如這裏叫作Test.c，而後再到CMakeLists.txt文件中關聯上就好了，關聯方式以下：

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

add_library(Hello
            SHARED
            src/main/cpp/Hello.c
            src/main/cpp/Test.c)
複製代碼

對比以前的配置，對了一行src/main/cpp/Test.c至關於把Test.c文件也關聯到叫作Hello的這個lib中。

雖然如今c代碼也能夠調試debug了，可是仍是有打印日誌才方便，printf是沒有用的，因此須要咱們手動去添加一個日誌庫，首先在CMakeLists.txt中添加成以下：

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

add_library(Hello
            SHARED
            src/main/cpp/Hello.c
            src/main/cpp/Test.c)

find_library(log-lib log)

target_link_libraries(Hello ${log-lib})
複製代碼

多了後兩句代碼。而後再須要用到的地方申明：

#include "android/log.h"

#define LOG_TAG "JNI_TEST"
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
複製代碼

這樣就能在這個類中使用了：

• LOGD：debug級別日誌
• LOGI：info級別日誌
• LOGE：error級別日誌

這裏就有個技巧了，定義一個Log.c文件，導入上文中的配置，而後在須要用日誌的地方引入Log.c便可。

這樣就不用在每一個文件開頭都去申明這些東西了。

示例代碼

Android JNI學習

在這個項目中，java代碼在包下的jni下，配置也可在相應位置查看。

感謝

部分代碼來源尚硅谷Android視頻《JNI》