NDK開發－零散知識點整理

JavaVM

標準Java平臺下，每個Process能夠產生不少JavaVM對象，但在Android平臺上，每個Process只能產生一個Dalvik VM對象，也就是說在Android進程中是經過一個虛擬器對象來服務全部Java和c/c++代碼。

JavaVM使用

• 在加載動態連接庫的時候，JVM會調用JNI_OnLoad(JavaVM* jvm, void* reserved)（若是定義了該函數）。第一個參數會傳入JavaVM指針。

• 在native code中調用JNI_CreateJavaVM(&jvm, (void**)&env, &vm_args)能夠獲得JavaVM指針。

兩種狀況下，均可以用全局變量，好比JavaVM* g_jvm來保存得到的指針以便在任意上下文中使用。

JNIEnv

JNIEnv是一個指針, 指向一個線程相關的結構, 線程相關結構指向JNI函數指針數組, 這個數組中存放了大量的JNI函數指針, 這些指針指向了具體的JNI函數。

JNIEnv做用：

• 調用Java函數：JNIEnv表明Java運行環境, 可使用JNIEnv調用Java中的代碼;

• 操做Java對象：Java對象傳入JNI層就是Jobject對象, 須要使用JNIEnv來操做這個Java對象;

JNIEnv使用：

當本地c/c++代碼想得到當前線程的JNIEnv時，可使用兩種方法：

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

須要強調的是JNIEnv是跟線程相關的，最好仍是不要緩存這個JNIEnv* 。

當建立的線程須要獲取JNIEnv* 的時候，最好在剛建立的時候調用一次AttachCurrentThread，而且不要忘記線程結束的時候執行DettachCurrentThread。

實例方法&靜態方法

實例方法:

public native String getStringFromNative();
原生實例方法經過第二個參數獲取實例引用，是jobject類型：

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_dean_testndk_JNIHelper_getStringFromNative
        (JNIEnv *, jobject);

靜態方法:

public static native String getStringFromNative();
靜態方法沒有與實例綁定，所以第二個參數是jclass類型：

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_dean_testndk_JNIHelper_getStringFromNative
        (JNIEnv *, jclass);

C/C++

原生代碼中，c與c++調用JNI函數的語法不一樣：

C：

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

C代碼中，JNIEnv是指向JNIVativeInterface結構的指針，爲了訪問任何一個JNI函數，該指針須要首先被解引用。由於不瞭解JNI環境，因此須要將JNIEnv傳遞給調用者

C++:

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

C++代碼中，JNIEnv是C++類實例，JNI函數以成員函數的形式存在。所以不須要給調用着傳遞參數便可使用。

數據類型

Java中有兩種數據類型：

基本數據類型：

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

Java基本數據類型，能夠直接與C/C++的相應基本數據類型映射

引用類型：

字符串類，數組類，以及其餘類

與基本類型不一樣，引用類型對原生方法不透明，所以引用類型不能直接使用和修改，須要經過JNIEnv接口指針來調用JNI提供的API。

類&對象

獲取類

• FindClass：jclass FindClass(JNIEnv *env, const char *name);
  經過傳入類的徹底限定名（注意JNI這邊類的徹底限定名經過」/」分隔，而不是Java那邊的」.」），便可獲得一個對應的jclass對象。

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

• GetObjectClass: jclass GetObjectClass(JNIEnv *env, jobject obj);
  根據一個jobject對象獲得這個對象的jclass對象。這事獲取jclass的另外一種方式。

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

建立對象

• jobject NewObject(JNIEnv *env, jclass clazz,
jmethodID methodID, ...);

經過類，方法ID，對應參數來建立一個對象的實例：

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開發中，常常會在Native中調用Java的域和方法。

Java的域和方法都有兩類：

• 實例域，靜態域；
• 實例方法，靜態方法;

以下：

public class JavaClass {

    // 實例域
    private String instanceFiled = "Instance Field";
    // 靜態域
    private static String staticFiled = "Static Field";

    // 實例方法
    private String instanceMethod() {
        return "Instance Method";
    }
    // 靜態方法
    private static String staticMethod() {
        return "Static Method";
    }
}

下面例子是獲取實例域，方法的代碼。靜態域，靜態方法使用基本相同，都是先獲取描述它的ID，而後在經過ID調用相應方法。

void nativeCallJavaClass(JNIEnv *env, jobject instance) {

    jclass clazz = env->GetObjectClass(instance);

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

    // 獲取實例方法的MethodID
    jmethodID instanceMethodId = env->GetMethodID(clazz, "staticMethod", "Ljava/lang/String;");
    // 調用方法得到返回值
    jstring  instanceMethod = (jstring) env->CallObjectMethod(clazz, instanceMethodId);

};

爲了提高應用程序的性能，對於頻繁使用的域和方法，能夠緩存它們的ID方便下次使用。

描述符

域描述符

• 基本類型的描述符
• 引用類型的描述符
  
  • 引用類型：L + 該類型類描述符 + ;
    
    • String類型的域描述符爲 Ljava/lang/String;
  • 數組：[ + 其類型的域描述符 + ;
    
    • int[] [I
    • float[] [F
    • String[] [Ljava/lang/String;
    • Object[] [Ljava/lang/Object;
  • 多維數組：n個[ +該類型的域描述符 , N表明的是幾維數組。
    
    • int[][] [[I
    • float[][] [[F

類描述符

• 類描述符：將完整的包名+類名中的.分隔符換成/分隔符

  • java.lang.String類的類描述符爲：java/lang/String或者使用域描述符[Ljava/lang/String;

• 數組類型的描述符：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，用於查看一個類方法的簽名

cd到.class對應路徑，而後執行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

局部引用不能在後續的調用中唄緩存及重用，主要由於它們的使用期限僅限於原生方法，一旦原生函數返回，局部引用就被釋放。也能夠用void DeleteLocalRef(JNIEnv *env, jobject localRef);函數顯示的釋放。

全局引用

全局引用在原生方法的後續調用過程當中依然有效，除非它們被原生代碼顯式釋放。

• 建立全局引用：

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

• 刪除全局引用：

env->DeleteGlobalRef(globalClazz);

弱全局引用

與全局應用同樣，弱全局引用在原生方法的後續調用過程當中依然有效。不一樣的是，弱全局引用並不阻止潛在對象被垃圾回事。

• 建立弱全局引用：

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

• 有效性檢驗：

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

• 刪除弱全局引用：

env->DeleteGlobalRef(weakGlobalClazz);

LOG

NDK開發中JNI時，可使用__android_log_print打印log信息。

使用步驟：

• 引入#include <android/log.h>頭文件

• 加入Lib

  • gralde：在ndk標籤下加入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);

封裝：

#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__))

// 使用以下：
LOGI("JNI_LOG");

標準庫

若是想在NDK中使用c++STL庫：

• Application.mk：加入APP_STL := gnustl_static
• gralde：在ndk標籤下加入stl "gnustl_static"

• system：使用默認最小的C++運行庫，這樣生成的應用體積小，內存佔用小，但部分功能將沒法支持
• stlport_static：使用STLport做爲靜態庫，這項是Android開發網極力推薦的
• stlport_shared：STLport 做爲動態庫，這個可能產生兼容性和部分低版本的Android固件，目前不推薦使用。
• gnustl_static：使用 GNU libstdc++ 做爲靜態庫

文章連接：

JNI官方文檔