Android JNI之JAVA域与c域的互操作


本文讲述AndroidJava域与C域互操作：Java域调用c域的函数；c域访问Java域的属性和方法；c域生成的对象的保存与使用。重点讲解c域如何访问Java域。

虽然AndroidJNI实现中，c实现与c++实现是有所区别的，但行文中并未区分c还是c++。

 

0.    Android中的JNI

Android的APP开发一般是用Java，用到的系统服务和操作系统相关的东西是用c写的。Java到c的访问，通过JNI(Java Native Interface)，一般情况下的考虑是Java -> c，也有c -> Java的情形，这在Android中经常使用。

1.    Java域调用c域的函数

通常JNI的使用：

1)   Java中某个类的方法声明前加上native修饰；

2)   在c中实现该方法，并把实现该方法的c文件编译进动态库；

3)   在java中使用该方法前，用System.loadLibrary()装载。

4)   在步骤2中的c文件中定义JNI_OnLoad，并在其中通过JNIEnv:: RegisterNatives()把Java里声明的Java native方法与c中定义的实现函数关联起来。

其中的实现细节不是本文描述的重点，如有疑问可参阅其它文章。

 

C域中的实现函数的Signature中返回值应该与java中声明的原型一致；参数列表对比java中声明的原型前面多了两个参数：

JNIEnv *env 虚拟机运行的环境，通过它来使用JVM的各种方法。后面会经常用到；

jobject this 调用该函数的对象。

（当然这里所说的类型一致也是指的要对应，Java与c里的类型不是完全一致，在各自领域分别有其类型的表述，比如Java里的int类型，在JNI的c中就对应的是jint，诸如此类。详细对照表，Google之）

这样Java中native方法只是有声明并无实现，具体实现在c中进行，而Java中的该方法当然可以在Java中有访问权限的地方用到。

 

2.    c域访问Java域

JNI一般的使用情形是Java -> c，也有c -> Java里的情形，在Android中还经常用到。

下面以Android中Camera的JNI实现讲解


android.hardware.Camera.java是Java类，其中包含了一些native方法；android_hardware_camera.cpp是JNI的cpp实现。

而图中，

fields_t是android_hardware_camera.cpp定义的一个结构体类型；

fields: fields_t是android_hardware_camera.cpp定义的一个fields_t型的变量；

android.hardware.Camera,Surface, Camera.CameraInfo都是Java中定义的类。

 

下面章节分别讲解，cpp（android_hardware_camera.cpp）中如何访问Java中的属性和方法。

 

2.1.       c域访问Java域的属性

facing、orientation都是Camera.CameraInfo中的属性，类型是int型。

 

在注册native函数之前，c中就已经把Java域中的属性的jfieldID得到了。通过下列方法：

[cpp]
  1. jclass clazz =env->FindClass("android/hardware/Camera$CameraInfo");  
  2. jfieldID field =env->GetFieldID(clazz, "facing", "I");  

如果执行成功，把field保存到上面图中的fileds变量的facing: jfieldID中。

 

而用到时，看如何使用：

Java中调用android.hardware.Camera::getCameraInfo()会调到cpp中的android_hardware_Camera_getCameraInfo (JNIEnv *env, jobject thiz,jint cameraId, jobject info_obj)

参数中info_obj是Java中传进来的CameraInfo的对象。

Cpp函数实现中，

[cpp]
  1. static voidandroid_hardware_Camera_getCameraInfo(JNIEnv *env, jobject thiz,  
  2.     jint cameraId, jobject info_obj)  
  3. {  
  4.     CameraInfo cameraInfo;  
  5.     status_t rc =Camera::getCameraInfo(cameraId, &cameraInfo);  
  6.     // …   
  7.     env->SetIntField(info_obj, fields.facing,cameraInfo.facing);  
  8.     // …   
  9. }  
Cpp中得到CameraInfo，然后通过env->SetIntField()设置到Java对象的属性中。

          

总结一下，c中如何访问Java对象的属性：

1)   通过JNIEnv::FindClass()找到对应的jclass；

2)   通过JNIEnv::GetFieldID()找到类中属性的jfieldID；

3)   通过JNIEnv::GetXyzField()/SetXyzField()获取或设置Java对象的属性。Xyz是属性的类型，可以是Int/Void/Boolean/Byte/Char/Short/Long/Float/Double/Object。

 

2.2.       c域访问Java域的方法

c域访问Java域的方法的实现与访问属性类似，看android.hardware.Camera中的postEventFromNative()如何被cpp中调用。

 

在注册native函数之前，c中就已经把Java域中的方法的jmethodID得到了。通过下列方法：

[cpp]
  1. jclass clazz =env->FindClass("android/hardware/Camera");  
  2. fields.post_event =env->GetStaticMethodID(clazz, "postEventFromNative",  
  3.                                                   "(Ljava/lang/Object;IIILjava/lang/Object;)V");  
fileds.post_event保存了Java中postEventFromNative()的jmethodID。

 

而用到时，看如何使用：

在底层需要通知上层信息的时候会通过android.hardware.Camera::postEventFromNative()。

android_hardware_camera.cpp中，

[cpp]
  1. JNIEnv *env =AndroidRuntime::getJNIEnv();  
  2. env->CallStaticVoidMethod(mCameraJClass,fields.post_event,  
  3.             mCameraJObjectWeak, msgType, ext1,ext2, NULL);  
Cpp中通过env->CallStaticVoidMethod()调用Java对象的方法。

 

总结一下，c中如何访问Java对象的属性：

1)   通过JNIEnv::FindClass()找到对应的jclass；

2)   通过JNIEnv::GetMethodID()/GetStaticMethodID()找到类中属性的jfieldID；

3)   通过JNIEnv::CallAbcMethod()/CallStaticAbcMethod()调用Java对象的方法。Abc是返回值类型，可以是Int/Void/Boolean/Byte/Char/Short/Long/Float/Double/Object，如果确有返回值，在参数中返回。

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