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  • Android NDK开发之C调用Java及原生代码断点调试(二)

    上一篇中,我们主要学习了Java调用本地方法,并列举了两大特殊实例来例证我们的论据,还没学习的伙伴必须先去阅读下,本次的学习是直接在上一篇的基础上进行了。点击:Android NDK开发之从Java与C互调中详解JNI使用(一)

    本篇我们主要学习如何从C源码中调用Java代码,以及使用gradle-experimental来调试原生代码。

    C 调用 Java 成员变量

    1. 首先我们现在Java2CJNI类中定义几个成员变量,如下:

    这里定义了两个普通成员变量和一个静态成员变量。

    就像C不能直接使用Java的引用类型一样,C也不能直接的访问Java成员变量,而是通过JNI所封装的API来调用Java成员。通常会有如下的步骤:

    1:获取java实例对象的引用
    2:通过实例对象获取java成员变量ID
    3:通过变量ID获取java成员变量

    那么我们现在分步的讲下学习以上的步骤。

    获取java实例对象的引用

    获取实例对象的引用JNI已为我们封装好了方法,我们可以使用GetObjectClass函数来获取class对象:
    jclass (GetObjectClass)(JNIEnv, jobject);

    例如:

    jclass class = (*env)->GetObjectClass(env, jobj);
    

    jobj对象我们在上一节也讲过,这个是Java调用本地方法时,JNI会封装调用类的一个实例,在这里就是Java2CJNI类的引用。

    另外一种方法也是可以获取到class对象,就是通过反射机制来获取对象:
    jclass (FindClass)(JNIEnv, const char*);

    例如:

    jclass class = (*env)->FindClass(env, "com/sanhui/ndkdemo/Java2CJNI");
    

    同上面的方法一样,都可以获取Java对象引用。

    通过实例对象获取java成员变量ID

    由第一步我们获取到了实例对象的引用,那么我们可以通过JNI封装的方法来获取实例内的变量ID:

    ①:获取普通成员变量ID

    通过jfieldID (GetFieldID)(JNIEnv, jclass, const char, const char);可以获取到一个jfieldID 类型的ID。

    GetFieldID函数中第三个参数是Java类中的成员变量的名称,如果在Java2CJNI类中定义的成员private String codeError = "验证码错误 !"中codeError 。第四个参数是变量签名,说白点就是Java类中成员变量的返回类型,如变量codeError 的返回类型是String ,但是String在原生代码中属于引用类型,不能直接识别,所以在JNI中有相应的签名映射,如下表:

    Java 类型 JNI 签名映射
    boolean Z
    byte B
    char C
    short S
    int I
    long J
    float F
    double D
    fully-qualified-class Lfully-qualified-class ;
    type[] [type
    method type ( arg-types ) ret-type

    上述中基本数据类型的签名多以大写类型首字母为主,但是引用类型是使用“L”+ 类型路径 + “;”,如String类型则是“Ljava/lang/String;”,数组则是"[" + 类型,如“[I”表示整形数组,如果是Java方法则是“(参数的类型) + 返回值类型”

    ok,通过GetFieldID获取成员变量ID,如:

    jfieldID codeErrorID = (*env)->GetFieldID(env,jclazz,"codeError","Ljava/lang/String;");
    

    ②:获取静态成员变量ID

    成员变量分为普通和静态变量,那获取静态变量该如何呢?JNI也为我们封装好了方法:

    jfieldID (GetStaticFieldID)(JNIEnv, jclass, const char,
    const char
    );

    通过GetStaticFieldID函数可以获取到静态变量ID,参数如①一样。举例:

    jfieldID loginSuccID = (*env)->GetStaticFieldID(env,jclazz,"loginSucc","Ljava/lang/String;");
    

    通过变量ID获取java成员变量

    ok,获取完变量ID,我们就可以通过ID来取得变量了,这里获取成员变量也是分为静态和普通,分别使用:

    jobject (GetObjectField)(JNIEnv, jobject, jfieldID);和jobject (GetStaticObjectField)(JNIEnv, jclass, jfieldID);函数。

    例如:

    jstring jcodeError = (*env)->GetObjectField(env,jobj,codeErrorID);
    jstring juserNameError = (*env)->GetObjectField(env,jobj,userNameErrorID);
    jstring jloginSucc = (*env)->GetStaticObjectField(env,jclazz,loginSuccID);
    

    ok,到这里我们就获取到了Java类中的成员变量,来看下整体代码:

    获取到Java中的成员变量,然后返回到Java中,然后我们通过Toast给打印出来:

    来看下执行结果,是否如我们多料想的一样:

    从上图中我们看到的执行结果显然和我们在Java2CJNI中定义的loginSucc成员变量是一样的,由此可以得出结论就是C成功的调用了Java类中的变量。

    注意:由于获取Java类中的变量需要在原生代码中调用几个方法才能获取到最终的结果,对于性能来说要求的开销过大,所以建议一般不这样直接轰C中调用Java的成员变量,如果有需要建议以参数的形式传递给原生代码。

    C 调用 Java 方法

    C调用Java方法和调用成员变量基本是一样的,首先我们现在Java类中定义一个方法,用Toast来显示信息,如:

    上面也说过C调用Java方法和变量步骤基本一样,下面来看下基本步骤:

    1:获取java实例对象的引用
    2:通过实例对象获取实例方法ID
    3:通过方法ID调用实际的Java方法

    获取java实例对象的引用

    这一步和C获取变量所介绍的获取方式是一样的,都是通过GetObjectClass或是FindClass函数来获取的,这里就不再赘述,可以参考上面的实力。

    通过实例对象获取实例方法ID

    java中方法分为两类,一类是普通的方法,一类是静态方法。下面来逐一的介绍。

    ①:获取普通方法ID:

    可以通过jmethodID (GetMethodID)(JNIEnv, jclass, const char, const char);来获取方法ID,这也是JNI已经封装好的原生方法,来解释下这个函数:
    GetMethodID函数前两个参数就不必多介绍了,其中第三个参数是Java类中的方法名称,对应的是Java2CJNI类中定义的方法:public void showMessage(String message){}中的showMessage。第四个参数是方法签名,也就是Java类中方法的返回类型,至于什么是签名上面已介绍清楚。

    获取方法ID实例:

    jmethodID showMessage = (*env)->GetMethodID(env,jclazz,"showMessage","(Ljava/lang/String;)V");
    

    这里和变量唯一不同的是,方法有可能带参数,那么签名就需要带上参数签名和返回值签名,也就是在()里的是参数签名,()外的是返回值签名,如“(Ljava/lang/String;)V”表示是含有一个String类型的参数和一个void的无返回类型。

    ②:获取静态方法ID:

    获取静态方法ID会使用JNI的 jmethodID (GetStaticMethodID)(JNIEnv, jclass, const char, const char);函数,它的使用和参数与GetMethodID一样,并没有什么差别。

    例如:

    jmethodID showMessage = (*env)->GetStaticMethodID(env,jclazz,"showMessage","(Ljava/lang/String;)V")
    

    3:通过方法ID调用实际的Java方法

    获取到方法ID后,我们可以通过JNI提供的回调函数来真正的调用Java方法,这里也是分为回调普通方法和静态方法,由于两者基本没什么差别,我们这里就只讲下普通方法的回到。

    C回调Java方法会使用Call< type >Method函数来回调实际的方法,例如,我们调用我们显示Toast的无返回值方法:

    (*env)->CallVoidMethod(env,jobj,showMessage,jloginSucc);
    

    直接的调用CallVoidMethod,它第三个参数传入的是jmethodID类型的方法ID,由之前获取到的,第四个参数是要传递给Java的参数,这里接受的是一个String累的字符串。

    ok,通过上面的三个步骤,我们已调用了Java的方法了,来看下整体的C代码实现吧。

    好,来看下执行结果:

    ok,到这里C调用Java就讲完了,下面讲下实用的C原生代码怎么断点调试。

    Androidstudio中原生代码断点调试

    下载C/C++调试器LLDB

    在androidstudio->File->settings->androidSDK->SDK Tools中下载LLDB:

    在项目目录下的build.gradle文件添加对gradle-experimental的依赖

    用项目对gradle-experimental的依赖代替原本项目对gradle的依赖。

    配置工程下的build.gradle

    ① 使用com.android.model.application替代原来的com.android.application
    ② 把原有的配置存放在model{}中
    ③ 所有的配置属性使用等号(=)连接

    DUG运行

    原生C代码中断点,然后执行dug运行模式。

    ok,接下来就可以执行你的源代码了。

    好了,今天就讲到这里吧。

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