转 Android的NDK开发————Android JNI简介与调用流程

Posted 2020-06-13

原文网址：http://blog.csdn.net/conowen/article/details/7521340

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 * author：[email protected]大钟                                                                                                                          
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1、JNI简介

JNI全称为Java Native Interface（JAVA本地调用）。从Java1.1开始，JNI成为java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码（如C&C++）进行交互。并非从android发布才引入JNI的概念的。

 

2、JNI与NDK

        简单来说，Android的NDK提供了一些交叉编译工具链和Android自带的库，这些Android的库可以让开发者在编写本地语言的程序时调用。而NDK提供的交叉编译工具链就对已经编写好的C&C++代码进行编译，生成库。

        当然了，你也可以自己搭建交叉编译环境，而不用NDK的工具和库。然后生成库，只要规范操作，一样可以生成能让JAVA层成功调用的库文件的。

         

       利用NDK进行编译本地语言可以参考这篇博文：http://blog.csdn.net/conowen/article/details/7522667

       

3、JNI  调用流程

         众所周知，Android的应用层的类都是以Java写的，这些Java类编译为Dex文件之后，必须靠Dalvik虚拟机( Virtual Machine)来执行。假如在执行java程序时，需要载入C&C++函数时，Dalvik虚拟机就会去加载C&C++的库，（System.loadLibrary("libName");）让java层能顺利地调用这些本地函数。需要清楚一点，这些C&C++的函数并不是在Dalvik虚拟机中运行的，所以效率和速度要比在Dalvik虚拟机中运行得快很多。

       Dalvik虚拟机成功加载库之后，就会自动地寻找库里面的JNI_OnLoad函数，这个函数用途如下：

(1)告诉Dalvik虚拟机此C库使用哪一个JNI版本。如果你的库里面没有写明JNI_OnLoad()函数，VM会默认该库使用最老的JNI 1.1版本。但是新版的JNI做了很多的扩充，也优化了一些内容，如果需要使用JNI的新版功能，就必须在JNI_OnLoad()函数声明JNI的版本。如

 

[java] view plain copy

 

 

1. result = JNI_VERSION_1_4;  

 

当没有JNI_OnLoad()函数时，Android调试信息会做出如下提示（No JNI_OnLoad found）

 

[java] view plain copy

 

 

1. 04-29 13:53:12.184: D/dalvikvm(361): Trying to load lib /data/data/com.conowen.helloworld/lib/libHelloWorld.so 0x44edea98  
2. 04-29 13:53:12.204: D/dalvikvm(361): Added shared lib /data/data/com.conowen.helloworld/lib/libHelloWorld.so 0x44edea98  
3. 04-29 13:53:12.204: D/dalvikvm(361): No JNI_OnLoad found in /data/data/com.conowen.helloworld/lib/libHelloWorld.so 0x44edea98, skipping init  

(2)因为Dalvik虚拟机加载C库时，第一件事是调用JNI_OnLoad()函数，所以我们可以在JNI_OnLoad()里面进行一些初始化工作，如注册JNI函数等等。注册本地函数，可以加快java层调用本地函数的效率。

 

另外：与JNI_OnLoad()函数相对应的有JNI_OnUnload()函数，当虚拟机释放该C库时，则会调用JNI_OnUnload()函数来进行善后清除动作。

 

 

4、例子（关于jni里面的数据类型转换与常用jni方法下一篇博文介绍）

 

下面以havlenapetr的FFmpeg工程里面的onLoad.cpp为例详细说一下：

[cpp] view plain copy

 

 

1. //onLoad.cpp文件  
2.   
3. #define TAG "ffmpeg_onLoad"  
4.   
5. #include <stdlib.h>  
6. #include <android/log.h>  
7. #include "jniUtils.h"  
8.   
9. extern "C" {  
10.   
11. extern int register_android_media_FFMpegAVRational(JNIEnv *env);  
12.   
13. #ifdef BUILD_WITH_CONVERTOR  
14. extern int register_android_media_FFMpeg(JNIEnv *env);  
15. #endif  
16.   
17. extern int register_android_media_FFMpegAVFormatContext(JNIEnv *env);  
18. extern int register_android_media_FFMpegAVInputFormat(JNIEnv *env);  
19.   
20. }  
21.   
22. extern int register_android_media_FFMpegAVCodecContext(JNIEnv *env);  
23. extern int register_android_media_FFMpegUtils(JNIEnv *env);  
24. extern int register_android_media_FFMpegAVFrame(JNIEnv *env);  
25.   
26. #ifdef BUILD_WITH_PLAYER  
27. extern int register_android_media_FFMpegPlayerAndroid(JNIEnv *env);  
28. #endif  
29.   
30. static JavaVM *sVm;  
31.   
32. /* 
33.  * Throw an exception with the specified class and an optional message. 
34.  */  
35. int jniThrowException(JNIEnv* env, const char* className, const char* msg) {  
36.     jclass exceptionClass = env->FindClass(className);  
37.     if (exceptionClass == NULL) {  
38.         __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,  
39.                 TAG,  
40.                 "Unable to find exception class %s",  
41.                         className);  
42.         return -1;  
43.     }  
44.   
45.     if (env->ThrowNew(exceptionClass, msg) != JNI_OK) {  
46.         __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,  
47.                 TAG,  
48.                 "Failed throwing ‘%s‘ ‘%s‘",  
49.                 className, msg);  
50.     }  
51.     return 0;  
52. }  
53.   
54. JNIEnv* getJNIEnv() {  
55.     JNIEnv* env = NULL;  
56.     if (sVm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {  
57.         __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,  
58.                             TAG,  
59.                             "Failed to obtain JNIEnv");  
60.         return NULL;  
61.     }  
62.     return env;  
63. }  
64.   
65. /* 
66.  * Register native JNI-callable methods. 
67.  * 
68.  * "className" looks like "java/lang/String". 
69.  */  
70. int jniRegisterNativeMethods(JNIEnv* env,  
71.                              const char* className,  
72.                              const JNINativeMethod* gMethods,  
73.                              int numMethods)  
74. /*从com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer.cpp文件跳到此，完成最后的注册 
75.  * 向 Dalvik虚拟机(即AndroidRuntime)登记传过来的参数gMethods[]所含的本地函数 
76.  */  
77. {  
78.     jclass clazz;  
79.   
80.     __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, TAG, "Registering %s natives\n", className);  
81.     clazz = env->FindClass(className);  
82.     if (clazz == NULL) {  
83.         __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, "Native registration unable to find class ‘%s‘\n", className);  
84.         return -1;  
85.     }  
86.     if (env->RegisterNatives(clazz, gMethods, numMethods) < 0) {  
87.         __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, "RegisterNatives failed for ‘%s‘\n", className);  
88.         return -1;  
89.     }  
90.     return 0;  
91. }  
92. //Dalvik虚拟机加载C库时，第一件事是调用JNI_OnLoad()函数  
93. jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) {  
94.     JNIEnv* env = NULL;//定义JNI Env  
95.     jint result = JNI_ERR;  
96.     sVm = vm;  
97.     /*JavaVM::GetEnv 原型为 jint (*GetEnv)(JavaVM*, void**, jint); 
98.      * GetEnv()函数返回的  Jni 环境对每个线程来说是不同的，     
99.      *  由于Dalvik虚拟机通常是Multi-threading的。每一个线程调用JNI_OnLoad()时， 
100.      *  所用的JNI Env是不同的，因此我们必须在每次进入函数时都要通过vm->GetEnv重新获取 
101.      *   
102.      */  
103.     //得到JNI Env  
104.     if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {  
105.         __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, "GetEnv failed!");  
106.         return result;  
107.     }  
108.   
109.     __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, TAG, "loading . . .");  
110.   
111. /*开始注册 
112.  * 传入参数是JNI env 
113.  * 由于下面有很多class，只以register_android_media_FFMpegPlayerAndroid(env)为例子 
114.  */  
115.       
116. #ifdef BUILD_WITH_CONVERTOR  
117.     if(register_android_media_FFMpeg(env) != JNI_OK) {  
118.         __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, "can‘t load android_media_FFMpeg");  
119.         goto end;  
120.     }  
121. #endif  
122.   
123.     if(register_android_media_FFMpegAVFormatContext(env) != JNI_OK) {  
124.         __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, "can‘t load android_media_FFMpegAVFormatContext");  
125.         goto end;  
126.     }  
127.   
128.     if(register_android_media_FFMpegAVCodecContext(env) != JNI_OK) {  
129.         __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, "can‘t load android_media_FFMpegAVCodecContext");  
130.         goto end;  
131.     }  
132.   
133.     if(register_android_media_FFMpegAVRational(env) != JNI_OK) {  
134.         __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, "can‘t load android_media_FFMpegAVRational");  
135.         goto end;  
136.     }  
137.       
138.     if(register_android_media_FFMpegAVInputFormat(env) != JNI_OK) {  
139.         __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, "can‘t load android_media_FFMpegAVInputFormat");  
140.         goto end;  
141.     }  
142.       
143.     if(register_android_media_FFMpegUtils(env) != JNI_OK) {  
144.         __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, "can‘t load android_media_FFMpegUtils");  
145.         goto end;  
146.     }  
147.   
148.     if(register_android_media_FFMpegAVFrame(env) != JNI_OK) {  
149.         __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, "can‘t load android_media_FFMpegAVFrame");  
150.         goto end;  
151.     }  
152.   
153. #ifdef BUILD_WITH_PLAYER  
154.     if(register_android_media_FFMpegPlayerAndroid(env) != JNI_OK) {//跳到----》com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer.cpp文件  
155.         __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, "can‘t load android_media_FFMpegPlayerAndroid");  
156.         goto end;  
157.     }  
158. #endif  
159.   
160.     __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, TAG, "loaded");  
161.   
162.     result = JNI_VERSION_1_4;  
163.   
164. end:  
165.     return result;  
166. }  

 

 

 

[cpp] view plain copy

 

 

1. //com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer.cpp文件  
2. /* 
3.  *  
4.  * 由于代码量较大，com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer.cpp开始的一部分省略，只是贴出注册函数的相关部分。 
5.  */  
6. static const char* const kClassPathName = "com/media/ffmpeg/FFMpegPlayer";  
7. /* 
8.  * 由于gMethods[]是一个<名称，函数指针>对照表，在程序执行时， 
9.  * 可多次调用registerNativeMethods()函数来更换本地函数的指针， 
10.  * 从而达到弹性调用本地函数的目的。  
11.  */  
12. static JNINativeMethod gMethods[] = {  
13.     {"setDataSource",       "(Ljava/lang/String;)V",            (void *)com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer_setDataSource},  
14.     {"_setVideoSurface",    "(Landroid/view/Surface;)V",        (void *)com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer_setVideoSurface},  
15.     {"prepare",             "()V",                              (void *)com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer_prepare},  
16.     {"_start",              "()V",                              (void *)com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer_start},  
17.     {"_stop",               "()V",                              (void *)com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer_stop},  
18.     {"getVideoWidth",       "()I",                              (void *)com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer_getVideoWidth},  
19.     {"getVideoHeight",      "()I",                              (void *)com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer_getVideoHeight},  
20.     {"seekTo",              "(I)V",                             (void *)com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer_seekTo},  
21.     {"_pause",              "()V",                              (void *)com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer_pause},  
22.     {"isPlaying",           "()Z",                              (void *)com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer_isPlaying},  
23.     {"getCurrentPosition",  "()I",                              (void *)com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer_getCurrentPosition},  
24.     {"getDuration",         "()I",                              (void *)com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer_getDuration},  
25.     {"_release",            "()V",                              (void *)com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer_release},  
26.     {"_reset",              "()V",                              (void *)com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer_reset},  
27.     {"setAudiostreamType",  "(I)V",                             (void *)com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer_setAudioStreamType},  
28.     {"native_init",         "()V",                              (void *)com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer_native_init},  
29.     {"native_setup",        "(Ljava/lang/Object;)V",            (void *)com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer_native_setup},  
30.     {"native_finalize",     "()V",                              (void *)com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer_native_finalize},  
31.     {"native_suspend_resume", "(Z)I",                           (void *)com_media_ffmpeg_FFMpegPlayer_native_suspend_resume},  
32. };  
33.   
34. int register_android_media_FFMpegPlayerAndroid(JNIEnv *env) {  
35.     return jniRegisterNativeMethods(env, kClassPathName, gMethods, sizeof(gMethods) / sizeof(gMethods[0]));  
36.     /*跳到OnLoad.cpp文件中的 
37.      * jint jniRegisterNativeMethods(JNIEnv* env, 
38.                              const char* className, 
39.                              const JNINativeMethod* gMethods, 
40.                              int numMethods) 
41.                               
42.      */  
43. }