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一、什么是JNI

1、jni的含義

JNI即為java native interface Java本地接口；JNI是用來調(diào)用本地方法的技術(shù)，用來使Java和C/C++進(jìn)行通信。
簡單來說，Java運行一個程序需要和不同的系統(tǒng)進(jìn)行交互，在windows里就要和windows底層平臺交互，mac里就要和mac的底層平臺交互， JVM就是通過大量的JNI技術(shù)能夠使Java運行在不同的系統(tǒng)平臺當(dāng)中，與不同的系統(tǒng)平臺底層進(jìn)行交互。

2、Java與JNI類型對照表

基本類型對照

JNI與Java類型對照-基本類型.png

引用類型對照

JNI與Java類型對照-引用類型.png

3、什么是動態(tài)庫靜態(tài)庫

Android下的動態(tài)庫和靜態(tài)庫就是Linux的靜態(tài)庫和動態(tài)庫；Linux平臺靜態(tài)庫以.a結(jié)尾，動態(tài)庫以.so結(jié)尾

3.1、靜態(tài)庫

Linux下以.a結(jié)尾，靜態(tài)庫會將整個函數(shù)庫的所有數(shù)據(jù)都整合到目標(biāo)代碼中，優(yōu)點在于后期程序執(zhí)行時不需要外部的函數(shù)庫支持，移植方便但體量較大。

3.2、動態(tài)庫

Linux下以.so即為，動態(tài)庫不會在編譯時將整個函數(shù)庫都整合到目標(biāo)代碼中，而是在運行時執(zhí)行到哪個函數(shù)才會從動態(tài)庫中加載哪個函數(shù)，好處在于體量小，升級方便。

靜態(tài)庫的代碼在編譯過程中已經(jīng)被載入可執(zhí)行程序,因此體積比較大；動態(tài)庫(共享庫)的代碼在可執(zhí)行程序運行時才載
入內(nèi)存，在編譯過程中僅簡單的引用，因此代碼體積比較小。

3.3、什么是交叉編譯

交叉編譯就是只在A系統(tǒng)中編譯出在B系統(tǒng)中能用的庫，例如我們Android開發(fā)中，在Windows或者在Mac上能編譯出適合Android執(zhí)行使用的靜態(tài)庫或者動態(tài)庫。

3.4、AndroidStudio CMakeList文件關(guān)于靜態(tài)庫和動態(tài)庫的配置

詳細(xì)的CMake文件的配置后面會有一小節(jié)去專門的講，這里只需要看一下CMakeList中是如何區(qū)分靜態(tài)庫和動態(tài)庫的。
在CMakelist中的add_library中進(jìn)行配置，SHARED為動態(tài)庫配置選項，STATIC為靜態(tài)庫配置選項

靜態(tài)庫和動態(tài)庫的編譯選項.png

二、靜態(tài)注冊和動態(tài)注冊

1、靜態(tài)注冊

靜態(tài)注冊的步驟：
（1）編寫Java類，例如JniTest.java
（2）通過命令行輸入javac JniTest.java 生成JniTest.class文件
（3）在Jni.class目錄下通過javah xxx.JniTest(全類名)生成xxx_JniTest.h頭文件
（4）編寫xxx_JniTest.c文件，并拷貝xxx_JniTest.h中的函數(shù) 實現(xiàn)這些函數(shù)，且在.c文件上方引入jni.h頭文件
（5）編寫CMakeList.tet文件，編譯生成對應(yīng)的靜態(tài)庫/動態(tài)庫

上面的步驟很繁瑣，但其實使用熟練后，可以不用通過命令行生成.h文件；只需要自己創(chuàng)建.c文件并引入jni.h頭文件后，其中的C函數(shù)嚴(yán)格對應(yīng)Java中的方法（全類名加方法名，例如：com_test_JniTest_test），函數(shù)當(dāng)中的方法和返回值也要嚴(yán)格對應(yīng)上就可以了。
例如：
Java代碼：

package com.hzf.test;

public class JniTest {

    static {
        System.loadLibrary("helloworldLib");
    }
    public static native String test();
}

對應(yīng)的C代碼：


#include <jni.h>

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_hzf_test_JniTest_test(JNIEnv *env,jclass jclass){
    return (*env)->NewStringUTF(env,"this is from HelloWorld.c");
}

cmakelist.txt中添加

add_library(helloworldLib SHARED HelloWorld.c)

其中如果Java方法是static的，jni函數(shù)中要傳入jclass（因為static函數(shù)是類的）；如果不是static的，jni函數(shù)要傳入jobject

2、動態(tài)注冊

動態(tài)注冊顧名思義，就是動態(tài)的將C函數(shù)去匹配Java函數(shù)的過程，不需要像靜態(tài)注冊一樣，完全對應(yīng)上，方法名稱不需要那么長。
例如：

java：
public static native void jniTestFunc1();
public static native String jniTestFunc2();

對應(yīng)的C函數(shù)

#include <jni.h>

void func1(JNIEnv *env,jclass jclass1){
}

jstring func2(JNIEnv *env,jclass jclass2){
    return (*env)->NewStringUTF(env,"this is from dynamicTest.c");
}

static const char * mClazzname = "com/hzf/test/DynamicJniTest";

static const JNINativeMethod methods[] = {
        {"jniTestFunc1","()V",(void*)func1},
        {"jniTestFunc2","()Ljava/lang/String;",(void*)func2},
};
//通過JNI_OnLoad函數(shù)動態(tài)的匹配到mClassname中的methods函數(shù)
JNIEXPORT jint JNICALL
JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved){
    JNIEnv* env = NULL;
    //獲得env
    int r = (*vm)->GetEnv(vm,(void**) &env,JNI_VERSION_1_4);
    if (r != JNI_OK){
        return -1;
    }
    jclass dynamicClazz = (*env)->FindClass(env,mClazzname);
    r = (*env)->RegisterNatives(env,dynamicClazz,methods,2);
    if (r != JNI_OK){
        return -1;
    }
    return JNI_VERSION_1_4;
}

3、Jni_onLoad

當(dāng)執(zhí)行到System.loadLibary時，會自動執(zhí)行JNI_OnLoad函數(shù)，主要作用有兩個：
（1）告訴VM C組件使用哪一個JNI版本，如果沒有指定，會默認(rèn)指定最老的JNI1.1的版本
（2）當(dāng)執(zhí)行到system.loadLibary時會自動調(diào)用JNI_OnLoad方法，因此可以做一些初始化的相關(guān)工作

4、Sytem.load和System.loadLibaray的區(qū)別

System.load，指定的庫文件路徑是絕對路徑，例如System.load("C:\test\test.so")
System.loadLibary指定是庫文件的名字不包括擴(kuò)展名，例如System.loadLibary("Test.so");
Android中常用的是System.loadLibary

三、JNIEnv類型jobject類型的解釋

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_hzf_test_JniTest_test(JNIEnv *env,jclass jclass){
    return (*env)->NewStringUTF(env,"this is from HelloWorld.c");
}

JNIEXPORT與JNICALL是JNI的關(guān)鍵字，表示此函數(shù)為JNI所調(diào)用
JNIEnv表示Java環(huán)境，通過*env指針就可以對Java函數(shù)進(jìn)行操作，創(chuàng)建Java類中的對象，調(diào)用對象中的方法等。JNIEnv的指針會被JNI傳入到本地方法的實現(xiàn)函數(shù)中對Java代碼進(jìn)行操作。
JNI函數(shù)的方法參數(shù)中都有固定的jclass或者jobject，那么這兩個代表什么含義呢？
（1）如果Java的本地方法不是static的，JNI對應(yīng)的函數(shù)就需要寫jobject，代表native的實例
（2）如果Java的本地方法是static的，JNI對應(yīng)的函數(shù)就需要寫jclass，代表native方法的類的class實例

四、C/C++代碼調(diào)用Java代碼

1、初步使用

JNI還有一個非常重要的作用，也是在開發(fā)中經(jīng)常用到的就是通過C或者C++去調(diào)用Java本地的代碼，獲取Java的屬性和函數(shù)等；jni.h中定義了jfiledId以及jmethodid分別代表Java端的屬性和方法。
同樣的根據(jù)屬性和方法是否是static的也對應(yīng)了需要使用不同的filedid以及methodID
GetFiledId/GetMethodId
GetStaticFiledId/GetStaticMethodId

//GetFiledId的定義
jfieldID    (*GetFieldID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*);

一共4個參數(shù)
第一個參數(shù)為 JNIEnv指針
第二個參數(shù)為 clazz對象
第三個參數(shù)為屬性名稱
第四個參數(shù)為該字段的簽名
例如：

java函數(shù)：
static {
        System.loadLibrary("ccalljavalib");
    }
    public int property = 100;

    public native void accessProperty();

C函數(shù)：
#include <jni.h>
#include <stdio.h>
#include <android/log.h>

#ifndef LOG_TAG
#define LOG_TAG "hzfTag"
#define logUtils(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#endif

//JNI獲取Java層非靜態(tài)的變量
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_hzf_test_CCallJavaTest_accessProperty(JNIEnv *env,jobject object){
    jclass clazz = (*env)->GetObjectClass(env,object);
    jfieldID  jfieldId = (*env)->GetFieldID(env,clazz,"property","I");
    jint var = (*env)->GetIntField(env,object,jfieldId);
    logUtils("vat = %d",var);
    //設(shè)置Java層當(dāng)中的值
    (*env)->SetIntField(env,object,jfieldId,var + 1000);
};

2、簽名問題

1中提到了獲取字段時，第四個參數(shù)為字段的簽名，JNI與Java基本類型的簽名對照如下：

Java引用類型簽名對照表.png

其他類型：
void對應(yīng)的簽名為V
object對應(yīng)的簽名以L開頭并以/分割包的形式最后再加上分號; 比如String的簽名為Ljava/lang/String;
Array對應(yīng)的簽名以[開頭加數(shù)組類型對應(yīng)的簽名，例如int[]的簽名為[I，int[][]的簽名為[[I，Object[]的簽名為[Ljava/lang/Object;
例如一個Java方法
public int function(int fu,Date date,int[] array){}
對應(yīng)的JNI中GetMethodID(env,clazz,"function",(ILjava/util/Date;[I)I)
首先方法的參數(shù)在括號中，括號外是方法的返回值，因此先寫成()I
其次的對應(yīng)方式為 int fu對應(yīng)的為I
Date date 對應(yīng)的為 Ljava/util/Date;
int[] array 對應(yīng)的為 [I

3、JNI訪問字符串

由于JNI C/C++ Java三者的String編碼方式各不相同，因此JNI訪問Java的字符串時不能直接用jstring進(jìn)行處理。
Java內(nèi)部是utf-16
Jni是utf-8 Unicode編碼方式，英文是1個字節(jié)，中文是3個字節(jié)
C/C++ 使用ASCII碼中文是GB2312的編碼方式，中文2個字節(jié)
Java代碼

public static native String sayHello(String str);

JNI代碼

JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_hzf_test_JniTest_sayHello(JNIEnv *env, jclass jclass, jstring str) {
    const char *c_str = NULL;
    char buf[128] = {0};
    jboolean isCopy;
    c_str = (*env)->GetStringUTFChars(env, str, isCopy);
    //需要做非空判斷 防止崩潰
    if (c_str == NULL) {
        return NULL;
    }
    sprintf(buf, "Hello 收到你的信息了 ： %s", c_str);
    //GetStringUTF會讓JVM開辟一段新內(nèi)存，因此資源要及時釋放
    (*env)->ReleaseStringChars(env, str, c_str);
    return (*env)->NewStringUTF(env, buf);
}

4、JNI訪問Java的函數(shù)

4.1、JNI訪問Java的構(gòu)造函數(shù)

Java代碼

//無參構(gòu)造函數(shù)
public CCallJavaTest() {
    }
//JNI調(diào)用 生成CCallJavaTest對象
public static native CCallJavaTest getInstance();

JNI代碼

JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_hzf_test_CCallJavaTest_getInstance(JNIEnv *env, jclass clazz) {
    jclass jclazz = (*env)->FindClass(env, "com/hzf/test/CCallJavaTest");
    //獲取類的無參構(gòu)造函數(shù);注意這里構(gòu)造函數(shù)統(tǒng)一寫成 "<init>"
    jmethodID jmethodId = (*env)->GetMethodID(env, jclazz, "<init>", "()V");
    //創(chuàng)建一個新對象
    jobject instance = (*env)->NewObject(env, jclazz, jmethodId);
    return instance;
};

調(diào)用代碼

Log.d("hzfTag", "instance : " + CCallJavaTest.getInstance());
輸出：
2020-04-13 19:30:19.919 12386-12386/? D/hzfTag: instance : com.hzf.test.CCallJavaTest@b50fcc2

4.2、JNI訪問Java的靜態(tài)函數(shù)

java代碼

public static void staticTest(String str, int i) {
        Log.d("hzfTag", "str : " + str + ",i : " + i);
    }

    /**
     * 調(diào)用static的代碼
     */
  public static native void cCallJavaStaticMethod();

JNI函數(shù)

JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_hzf_test_CCallJavaTest_cCallJavaStaticMethod(JNIEnv *env, jclass clazz) {
    jclass jclazz = (*env)->FindClass(env, "com/hzf/test/CCallJavaTest");
    if (jclazz == NULL) {
        return;
    }
    jmethodID jmethodId = (*env)->GetStaticMethodID(env, jclazz, "staticTest",
                                                    "(Ljava/lang/String;I)V");
    if (jmethodId == NULL) {
        return;
    }
    jstring str = (*env)->NewStringUTF(env, "靜態(tài)類");
    (*env)->CallStaticVoidMethod(env, jclazz, jmethodId, str, 1000);
    (*env)->DeleteLocalRef(env, jclazz);
    (*env)->DeleteLocalRef(env, str);
}

4.3、JNI訪問Java的非靜態(tài)函數(shù)

非靜態(tài)函數(shù)與上面的靜態(tài)函數(shù)類似，只是獲取Method時會用的時GetMethodID

5、引用類型

1、局部引用
通過NewLocalRef和各種JNI接口創(chuàng)建（FindClass、NewObject、GetObjectClass和NewCharArray等）。不能跨函數(shù) 跨線程使用。函數(shù)返回或者結(jié)束后VM會自動回收。
釋放一個局部引用有兩種方式
1、本地方法執(zhí)行結(jié)束后VM會自動釋放
2、通過DeleteLocalRef手動釋放
之所以手動釋放是因為局部引用會影響它所創(chuàng)建的對象被GC回收
2、全局引用
調(diào)用NewGlobalRef創(chuàng)建，可以跨方法，跨線程使用。JVM不會自動釋放，必須通過DeleteGlobalRef釋放
3、弱全局引用
調(diào)用NewWeakGlobalRef基于局部引用或者全局引用創(chuàng)建，不會阻止GC回收所引用的對象，可以跨方法，跨線程。引用不會自動釋放，當(dāng)JVM認(rèn)為回收的時候（比如內(nèi)存緊張時），進(jìn)而回收而被釋放，或調(diào)用DeleteWeakGlobalRef手動釋放

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Android-JNI的簡單使用

Android-JNI的簡單使用

一、什么是JNI

1、jni的含義

2、Java與JNI類型對照表

3、什么是動態(tài)庫靜態(tài)庫

3.1、靜態(tài)庫

3.2、動態(tài)庫

3.3、什么是交叉編譯

3.4、AndroidStudio CMakeList文件關(guān)于靜態(tài)庫和動態(tài)庫的配置

二、靜態(tài)注冊和動態(tài)注冊

1、靜態(tài)注冊

2、動態(tài)注冊

3、Jni_onLoad

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三、JNIEnv類型jobject類型的解釋

四、C/C++代碼調(diào)用Java代碼

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3、JNI訪問字符串

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4.3、JNI訪問Java的非靜態(tài)函數(shù)

5、引用類型

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Android-JNI的簡單使用

一、什么是JNI

1、jni的含義

2、Java與JNI類型對照表

3、什么是動態(tài)庫 靜態(tài)庫

3.1、靜態(tài)庫

3.2、動態(tài)庫

3.3、什么是交叉編譯

3.4、AndroidStudio CMakeList文件關(guān)于靜態(tài)庫和動態(tài)庫的配置

二、靜態(tài)注冊和動態(tài)注冊

1、靜態(tài)注冊

2、動態(tài)注冊

3、Jni_onLoad

4、Sytem.load和System.loadLibaray的區(qū)別

三、JNIEnv類型jobject類型的解釋

四、C/C++代碼調(diào)用Java代碼

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2、簽名問題

3、JNI訪問字符串

4、JNI訪問Java的函數(shù)

4.1、JNI訪問Java的構(gòu)造函數(shù)

4.2、JNI訪問Java的靜態(tài)函數(shù)

4.3、JNI訪問Java的非靜態(tài)函數(shù)

5、引用類型

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一、什么是JNI

2、Java與JNI類型對照表

3、什么是動態(tài)庫靜態(tài)庫

3.1、靜態(tài)庫

3.2、動態(tài)庫

3.3、什么是交叉編譯

二、靜態(tài)注冊和動態(tài)注冊

1、靜態(tài)注冊

2、動態(tài)注冊

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3、JNI訪問字符串

4、JNI訪問Java的函數(shù)

4.1、JNI訪問Java的構(gòu)造函數(shù)

4.2、JNI訪問Java的靜態(tài)函數(shù)

4.3、JNI訪問Java的非靜態(tài)函數(shù)