Android JNI学习(五)——Demo演示

叁歲伎倆 2023-07-19 08:23 24阅读 0赞

本系列文章如下：

>  *  [Android JNI(一)——NDK与JNI基础][Android JNI_NDK_JNI]
>  *  [Android JNI学习(二)——实战JNI之“hello world”][Android JNI_JNI_hello world]
>  *  [Android JNI学习(三)——Java与Native相互调用][Android JNI_Java_Native]
>  *  [Android JNI学习(四)——JNI的常用方法的中文API][Android JNI_JNI_API]
>  *  [Android JNI学习(五)——Demo演示][Android JNI_Demo]

我们这里做一个简单的计算器demo，其中运算的逻辑由Native实现，而且我们采用动态注册的方式来实现

样式大概如下：

![format_png][]

image.png

里面有两个输入框，下面有4个按钮，代表加减乘除，最下面有个TextView，表示结果。

我们把运算的逻辑抽象出来，用一个`JNITools`来表示。代码如下：

public class JNITools {
    
        static {
            System.loadLibrary("jnidemo3");
        }
    
        //加法
        public static native int  add(int a,int b);
    
        //减法
        public static native int sub(int a,int b);
    
        //乘法
        public static native int mul(int a,int b);
    
        //除法
        public static native int div(int a,int b);
    
    
    }

然后，我们先用来看下对应的布局文件如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
    <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
        xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
        xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:orientation="vertical"
        tools:context="com.gebilaolitou.jni.MainActivity">
    
        <LinearLayout
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content">
    
            <EditText
                android:id="@+id/inputa"
                android:hint="请输入a"
                android:inputType="number"
                android:layout_weight="1.0"
                android:layout_width="match_parent"
                android:layout_height="wrap_content" />
    
    
            <EditText
                android:inputType="number"
                android:id="@+id/inputb"
                android:hint="请输入b"
                android:layout_weight="1.0"
                android:layout_width="match_parent"
                android:layout_height="wrap_content" />
    
    
    
        </LinearLayout>
    
        <TextView
            android:text="请选择符号"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content" />
    
        <LinearLayout
            android:orientation="horizontal"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content">
    
    
        <Button
            android:gravity="center"
            android:layout_weight="1.0"
            android:text="@string/add"
            android:id="@+id/add"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content" />
    
        <Button
            android:gravity="center"
            android:layout_weight="1.0"
            android:text="@string/sub"
            android:id="@+id/sub"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content" />
    
        <Button
            android:gravity="center"
            android:layout_weight="1.0"
            android:text="@string/mul"
            android:id="@+id/mul"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content" />
    
        <Button
            android:gravity="center"
            android:layout_weight="1.0"
            android:text="@string/div"
            android:id="@+id/div"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content" />
        </LinearLayout>
    
        <TextView
            android:id="@+id/result"
            android:text="计算结果"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content" />
    </LinearLayout>

这时候，我们来看下对应的`MainActivity`

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener{
    
        private Button btnAdd,btnSub,btnMul,btnDiv;
        private EditText inputA,inputB;
        private TextView tvResult;
    
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);
            setupView();
            addListener();
        }
    
        private void addListener() {
            btnAdd.setOnClickListener(this);
            btnDiv.setOnClickListener(this);
            btnMul.setOnClickListener(this);
            btnSub.setOnClickListener(this);
        }
    
        private void setupView() {
            btnAdd=this.findViewById(R.id.add);
            btnDiv=this.findViewById(R.id.div);
            btnMul=this.findViewById(R.id.mul);
            btnSub=this.findViewById(R.id.sub);
    
            inputA=this.findViewById(R.id.inputa);
            inputB=this.findViewById(R.id.inputb);
    
            tvResult=this.findViewById(R.id.result);
        }
    
    
        @Override
        public void onClick(View v) {
            double result=0;
            String strA=inputA.getText().toString();
            String strB=inputB.getText().toString();
            int a=Integer.parseInt(strA);
            int b=Integer.parseInt(strB);
            switch (v.getId()){
                case R.id.add:
                    result=JNITools.add(a,b);
                    break;
                case R.id.div:
                    result=JNITools.div(a,b);
                    break;
                case R.id.mul:
                    result=JNITools.mul(a,b);
                    break;
                case R.id.sub:
                    result=JNITools.sub(a,b);
                    break;
            }
            tvResult.setText(""+result);
        }
    }

由于我们不是通过`javah`来生成.c文件，所以我们要创建一个`jni`的文件夹，然后创建一个`jnitools.c`文件。这时候`jnitools.c`文件里面应该什么都没有，我们看到`JNITools`这个文件有4个native方法，所以我们要也要在`jnitools.c`里面声明这4个方法。如下：

jint addNumber(JNIEnv *env,jclass clazz,jint a,jint b);
    
    jint subNumber(JNIEnv *env,jclass clazz,jint a,jint b);
    
    jint mulNumber(JNIEnv *env,jclass clazz,jint a,jint b);
    
    jint divNumber(JNIEnv *env,jclass clazz,jint a,jint b);

依次对应Java层的native方法，然后我们写出这些方法的具体实现，如下；

jint addNumber(JNIEnv *env,jclass clazz,jint a,jint b){
         return a+b;
    }
    
    jint subNumber(JNIEnv *env,jclass clazz,jint a,jint b){
         return a-b;
    }
    
    jint mulNumber(JNIEnv *env,jclass clazz,jint a,jint b){
         return a*b;
    }
    
    jint divNumber(JNIEnv *env,jclass clazz,jint a,jint b){
         return a/b;
    }

最后，然后加入引用，如下：

#include <jni.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>

依照前面动态注册方法的步骤，我们要重写`JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)`函数。所以我们在`jnitools.c`中重写函数这个函数，如下:

JNIEXPORT jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved){
        return JNI_VERSION_1_6;
    }

有时候，我们要打印日志，来帮助我们识别是否进入这个方法，所以我们要配置一个log，这时候，我们创建一个`Android.mk`文件，然后进行如下的编辑：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
    
    include $(CLEAR_VARS)
    
    LOCAL_MODULE    := jnidemo3
    
    LOCAL_SRC_FILES := jnitools.c
    
    LOCAL_LDLIBS :=  -L$(SYSROOT)/usr/lib -llog
    
    include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

然后在`jnitools.c`添加`#include <android/log.h>`代码

这时候，开始注册代码，我们开始编写注册代码

JNIEXPORT jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved){
    
        //打印日志，说明已经进来了
        __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG,"JNITag","enter jni_onload");
    
        JNIEnv* env = NULL;
        jint result = -1;
    
        // 判断是否正确
        if((*vm)->GetEnv(vm,(void**)&env,JNI_VERSION_1_6)!= JNI_OK){
            return result;
        }
    
        //注册四个方法，注意签名
        const JNINativeMethod method[]={
                {"add","(II)I",(void*)addNumber},
                {"sub","(II)I",(void*)subNumber},
                {"mul","(II)I",(void*)mulNumber},
                {"div","(II)I",(void*)divNumber}
        };
        
        //找到对应的JNITools类
        jclass jClassName=(*env)->FindClass(env,"com/gebilaolitou/jni/JNITools");
    
        //开始注册
        jint ret = (*env)->RegisterNatives(env,jClassName,method, 4);
    
         //如果注册失败，打印日志
        if (ret != JNI_OK) {
            __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "JNITag", "jni_register Error");
            return -1;
        }
    
        return JNI_VERSION_1_6;
    }

这里补充一下，很多人，最后失败，都是签名的问题，可以建议使用`java -p 命令行`来对比签名，我这是这样操作的。首先打开`JNITools.class`，如下图：

![format_png 1][]

image.png

然后打开`Android Studio`里面的`Terminal`，然后拖拽`JNITools.class`到`Terminal`。这样`Terminal`就自动打开了，然后我们在`Terminal`里面输入`pwd`，就已经在这个目录里面了。然后我们在`Terminal`输入如下代码

javap -s JNITools.class

`Terminal`就会输出这个类的所有签名，如下：

Compiled from "JNITools.java"
    public class com.gebilaolitou.jni.JNITools {
      public com.gebilaolitou.jni.JNITools();
        descriptor: ()V
    
      public static native int add(int, int);
        descriptor: (II)I
    
      public static native int sub(int, int);
        descriptor: (II)I
    
      public static native int mul(int, int);
        descriptor: (II)I
    
      public static native int div(int, int);
        descriptor: (II)I
    
      static {};
        descriptor: ()V
    }

我们在这里核对下我们注册方法的签名。  
最后，我们在对应的build.gradle里面`defaultConfig`里面添加如下代码：

ndk{
                moduleName "jnidemo3"
                abiFilters 'x86','armeabi-v7a','arm64-v8a'
                ldLibs "log"
            }

这时候我们目录结构如下：

![format_png 2][]

image.png

`jnitools.c`的内容如下：

#include <jni.h>
    #include <android/log.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    
    
    jint addNumber(JNIEnv *env,jclass clazz,jint a,jint b);
    
    jint subNumber(JNIEnv *env,jclass clazz,jint a,jint b);
    
    jint mulNumber(JNIEnv *env,jclass clazz,jint a,jint b);
    
    jint divNumber(JNIEnv *env,jclass clazz,jint a,jint b);
    
    
    
    
    
    JNIEXPORT jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved){
    
        __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG,"JNITag","enter jni_onload");
    
        JNIEnv* env = NULL;
        jint result = -1;
    
        if((*vm)->GetEnv(vm,(void**)&env,JNI_VERSION_1_6)!= JNI_OK){
            return result;
        }
    
        const JNINativeMethod method[]={
                {"add","(II)I",(void*)addNumber},
                {"sub","(II)I",(void*)subNumber},
                {"mul","(II)I",(void*)mulNumber},
                {"div","(II)I",(void*)divNumber}
        };
        jclass jClassName=(*env)->FindClass(env,"com/gebilaolitou/jni/JNITools");
    
        jint ret = (*env)->RegisterNatives(env,jClassName,method, 4);
    
        if (ret != JNI_OK) {
            __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "JNITag", "jni_register Error");
            return -1;
        }
    
        return JNI_VERSION_1_6;
    }
    
    
    jint addNumber(JNIEnv *env,jclass clazz,jint a,jint b){
         return a+b;
    }
    
    jint subNumber(JNIEnv *env,jclass clazz,jint a,jint b){
         return a-b;
    }
    
    jint mulNumber(JNIEnv *env,jclass clazz,jint a,jint b){
         return a*b;
    }
    
    jint divNumber(JNIEnv *env,jclass clazz,jint a,jint b){
         return a/b;
    }

至此，整个代码已经全部完成。我们可以运行下试试。其实挺简单的。

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作者：隔壁老李头  
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[format_png 1]: /images/20230528/bbd00ae16fc74290bf76f3cd2075a5fb.png
[format_png 2]: /images/20230528/def07df91d514744aacc1a445ad40a31.png
[github]: https://github.com/gebilaolitou/Jnidemo