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  • [转]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:

    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,

    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:

    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,

    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。

    2.3.       c域中创建Java域里的对象

    c域中创建Java域里的对象是上节c域访问Java域的方法的特例,创建Java域的对象就是创建Java类的实例,再调用Java类的构造方法。

    以Bitmap的构建为例,《Android图像处理之Bitmap类》中提到,Bitmap中并没有Java另外外部能访问的构造方法,所以它的实例化必然是在JNI的c中实现的。

    BitmapFactory.java中提供了得到Bitmap的方法,时序简化为:

    BitmapFactory.java ->BitmapFactory.cpp -> GraphicsJNI::createBitmap() [graphics.cpp]

    GraphicsJNI::createBitmap()[graphics.cpp]的实现:

    1. jobjectGraphicsJNI::createBitmap(JNIEnv* env, SkBitmap* bitmap, bool isMutable,  
    2.                                   jbyteArray ninepatch, intdensity)  
    3. {  
    4.     SkASSERT(bitmap != NULL);  
    5.     SkASSERT(NULL != bitmap->pixelRef());  
    6.   
    7.     jobject obj =env->AllocObject(gBitmap_class);  
    8.     if (obj) {  
    9.         env->CallVoidMethod(obj,gBitmap_constructorMethodID,  
    10.                             (jint)bitmap,isMutable, ninepatch, density);  
    11.         if (hasException(env)) {  
    12.             obj = NULL;  
    13.         }  
    14.     }  
    15.     return obj;  
    16. }  

    而gBitmap_class的得到是通过:

    1. jclass c =env->FindClass("android/graphics/Bitmap");  
    2. gBitmap_class =(jclass)env->NewGlobalRef(c);  

    gBitmap_constructorMethodID是Bitmap的构造方法(方法名用”<init>”)的jmethodID:

    1. gBitmap_constructorMethodID= env->GetMethodID(gBitmap_class, "<init>",  
    2.                                            "(IZ[BI)V");  

    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()找到类的构造方法的jfieldID;

    3)        通过JNIEnv::AllocObject创建该类的对象;

    4)        通过JNIEnv::CallVoidMethod()调用Java对象的构造方法。

    3.    c域生成的对象的保存与使用

    c域中某次被调用生成的对象,在其他函数调用时是不可见的,虽然可以设置全局变量但那不是好的解决方式,Android中通常是在Java域中定义一个int型的变量,在c域生成对象的地方,与这个Java域的变量关联,在别的使用到的地方,在从这个变量中取值。

    以JNICameraContext为例来说明:

    JNICameraContext是android_hardware_camera.cpp中定义的类型,并会在cpp中生成对象,与Java中android.hardware.Camera的mNativeContext关联。

    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:

    1. jclass clazz = env->FindClass("android/hardware/Camera ");  
    2. jfieldID field = env->GetFieldID(clazz, " mNativeContext","I");  

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

    生成cpp对象时,通过JNIEnv::SetIntField()设置为Java对象的属性

    1. static void android_hardware_Camera_native_setup(JNIEnv *env, jobjectthiz,  
    2.     jobject weak_this, jintcameraId)  
    3. {  
    4.     // …  
    5.   
    6.     // We use a weak reference sothe Camera object can be garbage collected.  
    7.     // The reference is only used asa proxy for callbacks.  
    8.     sp<JNICameraContext>context = new JNICameraContext(env, weak_this, clazz, camera);  
    9.     // …  
    10.     env->SetIntField(thiz,fields.context, (int)context.get());  
    11. }  


    而要使用时,又通过JNIEnv::GetIntField()获取Java对象的属性,并转化为JNICameraContext类型:

    1. JNICameraContext* context =reinterpret_cast<JNICameraContext*>(env->GetIntField(thiz, fields.context));  
    2. if (context != NULL) {  
    3.     // …  
    4. }  


    总结一下,c++中生成的对象如何保存和使用:

    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)   某个调用过程中,生成cpp对象时,通过JNIEnv::SetIntField()设置为Java对象的属性;

    4)   另外的调用过程中,通过JNIEnv::GetIntField()获取Java对象的属性,再转化为真实的对象类型。

    4.    总结

    本 文重点介绍了Android JNI中Java域与c++域之间如何相互操作。Java中调用c++的函数是常见的使用方式,在很多通常的文章中都有介绍,本文并未再详细讲解,而是针 对c++域如何访问Java域的情形,结合Camera和Bitmap的实例,进行了详细的阐述。

    http://blog.csdn.net/thl789/article/details/7212822

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