OPhone平台的JNI机制探索

忘是亡心i 2022-07-14 16:51 166阅读 0赞

## OPhone平台的JNI机制探索 ##

JNI是Java Native Interface的缩写，中文可译为Java本地调用。Java Native Interface (JNI)标准成为java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互.

OPhone下的JNI使得Dalvik虚拟机内部运行的Java代码能够与其他语言编写的应用程序或者库(例如C++编译完成之后的 so文件)进行交互.虽然JNI并不是Android的技术发展方向,但是作为一种重要的技术手段可以解决Linux内核和Dalvik虚拟机之间的交互 问题.

JNI提供的交互通道是双向的,即Java代码可以调用C/C++库中的功能, 另外,C/C++库也可以调用到Dalvik虚拟机之上的Java库功能.下面就针对这两种应用方式做详细说明。

**1:通过JNI实现Java调用C/C++库功能**  
      在Android的代码中,这样的例子不胜枚举.比如Media中的视频音频播放控制,Web页面的解析渲染显示,Graphics中 Paint功能等等,这些Java类在C++部分都有负责实现功能的C++类库相对应.较之Java,C++有更强的平台操控性和执行效率,所以比如像 WebKit这样需要复杂运算和平台依赖的核心类库来说,大部分的代码都是由C++来实现的.Brower这种强烈依赖WebKit的应用程序在 OPhone下都是用Java来实现的,这样JNI就负责了Java层与webcore.so(WebKit编译之后的类库)之间的通信.

打开Eclipse,我们做一个HelloJNI的例子.  
     创建一个Android工程,命名为HelloJNI  
     编写Java端文件: HelloJNI.java

[view plain][] [copy to clipboard][view plain] [print][view plain] [?][view plain]

1.    public   class  HelloJNI  extends  Activity \{  
2.      static  \{   
3.    
4.            String libPath="cpluslib.so" ;  
5.            //向Dalvik加载指定相对路径的C++库。   
6.            System.loadLibrary(libPath);  
7.           \}  
8.    
9.     //需要JNI的函数必须声明为 public native static   
10.    public   native   static   int  get();  
11.    public   native   static   void  set( int  i);  
12.   
13.     @Override   
14.     public   void  onCreate(Bundle savedInstanceState) \{  
15.         super .onCreate(savedInstanceState);  
16.         setContentView(R.layout.main);  
17.         set(100 );  
18.         Log.v("HelloJNI" , "value=" \+get());         
19.     \}  
20. \}   
21.     
22.

public class HelloJNI extends Activity {
        static { 
    
              String libPath="cpluslib.so";
              //向Dalvik加载指定相对路径的C++库。
              System.loadLibrary(libPath);
             }
    
       //需要JNI的函数必须声明为 public native static
       public native static int get();
       public native static void set(int i);
    
        @Override
        public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.main);
            set(100);
            Log.v("HelloJNI","value="+get());       
        }
    }

用javac HelloJNI.java编译它，会生成HelloJNI.class。  
再用javah HelloJNI ，则会在当前目录下生成HelloJNI.h文件，这个文件需要被C/C++程序调用来生成所需的库文件。 如下（此文件不能被修改）

[view plain][] [copy to clipboard][view plain] [print][view plain] [?][view plain]

1.  /\* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated \*/    
2.  \#include   
3.  /\* Header for class HelloJNI\*/    
4.  \#ifndef \_Included\_HelloJNI  
5.  \#define \_Included\_HelloJNI  
6.  \#ifdef \_\_cplusplus   
7.  extern "C"  \{   
8.  \#endif   
9.  /\*   
10. \* Class: HelloJNI  
11. \* Method: get   
12. \* Signature: ()I   
13. \*/    
14. JNIEXPORT jint JNICALL Java\_HelloJNI\_get (JNIEnv \*, jclass);   
15. /\*   
16. \* Class: HelloJNI  
17. \* Method: set   
18. \* Signature: (I)V   
19. \*/    
20. JNIEXPORT void  JNICALL Java\_HelloJNI\_set (JNIEnv \*, jclass, jint);   
21. \#ifdef \_\_cplusplus   
22. \}   
23. \#endif   
24. \#endif

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */ 
    #include 
    /* Header for class HelloJNI*/ 
    #ifndef _Included_HelloJNI
    #define _Included_HelloJNI
    #ifdef __cplusplus 
    extern "C" { 
    #endif 
    /* 
    * Class: HelloJNI
    * Method: get 
    * Signature: ()I 
    */ 
    JNIEXPORT jint JNICALL Java_HelloJNI_get (JNIEnv *, jclass); 
    /* 
    * Class: HelloJNI
    * Method: set 
    * Signature: (I)V 
    */ 
    JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloJNI_set (JNIEnv *, jclass, jint); 
    #ifdef __cplusplus 
    } 
    #endif 
    #endif

打开Vim,编写C++端代码  
        在具体实现的时候，我们只关心两个函数原型  
        JNIEXPORT jint JNICALL Java\_HelloJNI\_get (JNIEnv \*, jclass); 和  
        JNIEXPORT void JNICALL Java\_HelloJNI\_set (JNIEnv \*, jclass, jint);  
        这里JNIEXPORT和JNICALL都是JNI的关键字，表示此函数是要被JNI调用的。函数的名称是JAVA\_再加上java程序的package路径再加函数名组成的。参数中，我们也只需要关心在JAVA程序中存在的参数。

[view plain][] [copy to clipboard][view plain] [print][view plain] [?][view plain]

1.  \#include  "HelloJNI.h"    
2.  int  i =  0 ;   
3.  JNIEXPORT jint JNICALL Java\_HelloJNI\_get (JNIEnv \*, jclass)   
4.  \{   
5.  return  i;   
6.  \}   
7.  JNIEXPORT void  JNICALL Java\_HelloJNI\_set (JNIEnv \*, jclass, jint j)   
8.  \{   
9.  i = j;   
10. \}

#include "HelloJNI.h" 
    int i = 0; 
    JNIEXPORT jint JNICALL Java_HelloJNI_get (JNIEnv *, jclass) 
    { 
    return i; 
    } 
    JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloJNI_set (JNIEnv *, jclass, jint j) 
    { 
    i = j; 
    }

编译链接生成cpluslib.so,将HelloJIN.apk和cpluslib.so Push到手机的/System/app下,运行.就可以在Log中看到.

**       2:通过JNI C/C++调用Java**

![JNI-2.png][]

在OPhone的系统框架中,在Applications和Linux kernal中间有三部分. Application Framework, Libraries, Android Runtimes.而Application Frameworks提供了Java层的框架API和核心对象,如Activity,View,ContentProvider,Service等等.他 们都是基于Dalvik虚拟机的Java类库. 与之相对的,Libraries都是C++类库,他们为上面的App Frameworks提供了核心对象的基础API,而后者对Libraries进行了包装来提供给Apps进行调用. C++ Libraries与App Frameworks的交互基本上都是通过JNI来实现的.

举一个JNI C/C++调用Java的例子. WebKit加载网页的过程中, 需要调用到Java层的HttpClient做网页的下载,C/C++要调用OPhone中Java程序的功能,必须先加载Dalvik虚拟机，由 Dailvk虚拟机解释执行apk/odex/dex文件。为了初始化Dalvik虚拟机，JNI提供了一系列的接口函数，通过这些函数方便地加载虚拟机 到内存.

1.加载虚拟机：  
              下面是WebKit加载Dalvik虚拟机的代码.

[view plain][] [copy to clipboard][view plain] [print][view plain] [?][view plain]

1.  static  jint KJS\_GetCreatedJavaVMs(JavaVM\*\* vmBuf, jsize bufLen, jsize\* nVMs)  
2.  \{  
3.      static   void \* javaVMFramework =  0 ;  
4.  //通过Dlopen来动态加载Java虚拟机   
5.      if  (!javaVMFramework)  
6.          javaVMFramework = dlopen("/System/Library/Frameworks/JavaVM.framework/JavaVM" , RTLD\_LAZY);  
7.      if  (!javaVMFramework)  
8.          return  JNI\_ERR;  
9.      static  jint(\*functionPointer)(JavaVM\*\*, jsize, jsize \*) =  0 ;  
10.     if  (!functionPointer)  
11.         //调用创建虚拟机的函数,从已经加载的动态连接库中.   
12.         functionPointer = (jint(\*)(JavaVM\*\*, jsize, jsize \*))dlsym(javaVMFramework, "JNI\_GetCreatedJavaVMs" );  
13.     if  (!functionPointer)  
14.         return  JNI\_ERR;  
15.     return  functionPointer(vmBuf, bufLen, nVMs);  
16. \}

static jint KJS_GetCreatedJavaVMs(JavaVM** vmBuf, jsize bufLen, jsize* nVMs)
    {
        static void* javaVMFramework = 0;
    //通过Dlopen来动态加载Java虚拟机
        if (!javaVMFramework)
            javaVMFramework = dlopen("/System/Library/Frameworks/JavaVM.framework/JavaVM", RTLD_LAZY);
        if (!javaVMFramework)
            return JNI_ERR;
        static jint(*functionPointer)(JavaVM**, jsize, jsize *) = 0;
        if (!functionPointer)
            //调用创建虚拟机的函数,从已经加载的动态连接库中.
            functionPointer = (jint(*)(JavaVM**, jsize, jsize *))dlsym(javaVMFramework, "JNI_GetCreatedJavaVMs");
        if (!functionPointer)
            return JNI_ERR;
        return functionPointer(vmBuf, bufLen, nVMs);
    }

2.获取指定对象的类定义:  
      已知类名的情况使用FindClass来获取,如获得Java中的HashMap  
      jclass mapClass = env->FindClass("java/util/HashMap");

通过对象直接得到类定义GetObjectClass  
      jCalss clazz=env->GetObjectClass(obj);

3.获取要调用的方法：  
       比如Java端有个函数 void setTitle(String title);  
       C++部分要通过JNI获得这个方法:  
       jMethodID mSetTitle=env->GetMethodID(clazz,"setTitle","Ljava/lang/String;)V");  
第三个参数是这个方法的Signature.如果不知道,那么运行javap -s -p 类名 就可以得到了.

4.调用JAVA层的方法  
       如上面已经得到SetTitle的Method ID,只需要运行env->CallVoidMethod（env, clazz , mSetTitle).  
另外还有CallObjectMethod()方法，用来调用有返回值的java层方法。如：

[view plain][] [copy to clipboard][view plain] [print][view plain] [?][view plain]

1.  jobject obj = env->CallObjectMethod(env,calzz, dialog, userGesture);

jobject obj = env->CallObjectMethod(env,calzz, dialog, userGesture);

更加详尽的JNI资料请参见JNI白皮书，另外在WebKit Android版本的WebCoreFrameBridge.cpp和WebCoreJni.cpp能找到更多相关的应用实例。

http://www.ophonesdn.com/article/show/116

[view plain]: http://www.ophonesdn.com/article/show/116#
[JNI-2.png]: http://www.ophonesdn.com/uploads/Image/JNI-2.png