基于Eclipse的Android JNI层測试应用开发过程记录

前言

　　本文记录一个Java层与JNI层參数与数据交互的应用程序开发过程。为实现一个功能完整的带Java与JNI的应用程序打下基础。

本文如果读者已搭建好Android的Eclipse与NDK开发环境，包含通过ADB连接手机的配置。

1. 构建主要的Android应用程序

 

1.1 引导界面配置

　　打开Eclipse，"File"->"New"->"Android Application Project"，在弹出界面，配置例如以下(红色框表示不是默认，是作者改动过的地方，下同)：

　　之后，一路点击"Next >"。直到"Finish"。点击"Finish"之后，自己主动回打开例如以下界面：

　　

1.2 XML文件配置

　　我们能够看到一个虚拟的应用界面，当中有一行文字"Hello world!"。

点击上图右下角的activity_main.xml，当中有例如以下定义：

    <TextView
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="@string/hello_world" />

　　当中的字符串就定义在res目录下values目录中的strings.xml中。我们对hello_world的值做改动，例如以下：

<?
xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>

    <string name="app_name">app</string>
    <string name="action_settings">Settings</string>
    <string name="hello_world">Napolean: Hello Android Application!</string>

</resources>

　　依据须要，能够将上图中模拟应用界面的左边栏中的控件拖入模拟应用界面上放置。对应地，XML文件里就会有该控件的布局描写叙述。

1.3 执行应用程序

　　能够再src文件夹下有个MainActivity.java，这是上面引导界面配置完毕后自己主动生成的代码。

package com.napolean.app;

import android.os.Bundle;
import android.app.Activity;
import android.view.Menu;

public class MainActivity extends Activity {

	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_main);
	}

	@Override
	public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
		// Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.
		getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu);
		return true;
	}

}

　　插入手机连接上ADB，或者配置一个Android模拟器，点击执行程序，就可以看到应用程序执行并显示我们所改动的字符串。关于手机怎样通过ADB连接以及Android模拟器的配置。在此不作展开。

2. 构建Java与C/C++交互的JNI层接口

　　Java与C/C++交互分为两边：一边是Java层：在Java层的类中声明本地接口函数，并在公共接口函数调用，使得须要訪问JNI层函数的类调用这些公共函数就可以；还有一边是JNI层：JNI层有相应于Java层中本地函数的相应函数，也有其他普通函数，在Java层本地函数被调用时，实际上终于会运行相应的C/C++层函数。

2.1 Java层包括JNI本地函数的类

　　

　　右键点击src文件夹下的com.napolean.app，选择"New"->"Class"，在弹出的界面中输入类名"NativeInterface"，"Finish"就可以完毕NativeInterface类的创建。在生成的NativeInterface.java中的空类NativeInterface中加入Native函数及其封装的公共接口，详细代码例如以下：

package com.napolean.app;

public class NativeInterface {
	
	private native void native_init();
	private native void native_exit();
	
	private native byte[] native_process(byte[] in_buffer, int width, int height);
	
	public void NativeInit() {
		native_init();
	}
	
	public void NativeExit() {
		native_exit();
	}
	
	public void NativeProcess(byte[] in_buffer, int width, int height) 
	{
		native_process(in_buffer, width, height);
	}
	
	static {
        	System.loadLibrary("NativeInterface");
    	}
	
}

　　所创建的Native函数有初始化函数、退出函数和处理函数。

当中处理函数包括输入字节流、Buffer宽度、Buffer高度，返回处理后的字节流。接下来三个函数各自是三个Native函数的公共接口。

　　最后在static中调用System.loadLibrary()。当中引號内为后面JNI层动态库库名。实际生成的动态库名会在Android.mk中指定的库名前加入lib之后加入.so，即声明为xxx的库，终于生成libxxx.so。值得注意的是：在上述载入函数中必须使用xxx而不能使用全名。而且在Android中指定的库名不能带lib前缀，否则无法载入。

2.2 本地函数在JNI层的实现

　　首先创建jni目录：右键点击project名，"New"->"Folder"。输入"jni"。创建jni目录。

　　接着。在终端输入javah命令，创建依据NativeInterface中声明native函数相应的JNI层函数接口，在project根文件夹下详细命令为

javah -classpath bin/classes -d jni com.napolean.app.NativeInterface

　　执行命令后。在jni目录下就会生成一个名为com_napolean_app_NativeInterface.h的头文件。里面包括有的接口函数例如以下：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_napolean_app_NativeInterface */

#ifndef _Included_com_napolean_app_NativeInterface
#define _Included_com_napolean_app_NativeInterface
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_napolean_app_NativeInterface
 * Method:    native_init
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_napolean_app_NativeInterface_native_1init
  (JNIEnv *, jobject);

/*
 * Class:     com_napolean_app_NativeInterface
 * Method:    native_exit
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_napolean_app_NativeInterface_native_1exit
  (JNIEnv *, jobject);

/*
 * Class:     com_napolean_app_NativeInterface
 * Method:    native_process
 * Signature: ([BII)[B
 */
JNIEXPORT jbyteArray JNICALL Java_com_napolean_app_NativeInterface_native_1process
  (JNIEnv *, jobject, jbyteArray, jint, jint);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

　　生成这个头文件的目的是免去手动编写JNI层的接口函数，并无其他用途，使用后可删除。在jni目录下创建NativeInterface.cpp，将上述头文件里全部内容拷入，经过改造，例如以下：

#include <jni.h>
#include <android/log.h>

#define LOG_TAG "APP"
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, LOG_TAG, __VA_ARGS__)

#ifndef _Included_com_napolean_app_NativeInterface
#define _Included_com_napolean_app_NativeInterface

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

/*
 * Class:     com_napolean_app_NativeInterface
 * Method:    native_init
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_napolean_app_NativeInterface_native_1init
  (JNIEnv *, jobject)
{
	LOGI("APP native init.");
}

/*
 * Class:     com_napolean_app_NativeInterface
 * Method:    native_exit
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_napolean_app_NativeInterface_native_1exit
  (JNIEnv *, jobject)
{
	LOGI("APP native exit.");
}

/*
 * Class:     com_napolean_app_NativeInterface
 * Method:    native_process
 * Signature: ([BII)[B
 */
JNIEXPORT jbyteArray JNICALL Java_com_napolean_app_NativeInterface_native_1process
  (JNIEnv *, jobject, jbyteArray, jint, jint)
{
	LOGI("APP native process.");


}

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

　　上述改造的代码主要是将函数声明改为函数定义，而且加入了信息打印的支持。

2.3 JNI层动态库编译配置

　　假设你亲手创建project。就会发现头文件和函数定义的字符以下有黄色下划线。这是由于Eclipse找不到jni.h和android/log.h的头文件。所以须要在Eclipse配置JNI层特有的头文件路径。

　　第一步，加入C/C++特性。右键点击jni目录，"New"->"Other"。在弹出界面例如以下选择：

在下一个界面中的指定project类型中选择"Shared Library"(这一步并不重要，由于后面须要改动编译工具)，点击"Finish"，Eclipse就開始转换工作。

　　第二步，改动编译工具。右键点击project名，"Properties"。弹出例如以下界面，当中左边栏中的"C/C++ Build"与"C/C++ General"是上一步转换工作完毕后新的。选择"C/C++ Build"。在"Builder Settings"标签中，去掉"Use default build command"前的勾，输入"ndk-build"，点击"Apply"应用，例如以下所看到的：

　　第三步，配置头文件路径。在"C/C++ General"->"Paths and Symbols"->"Includes"->"GNU C++"中加入头文件路径。

点击右边的"Add..."，加入四个路径。然后点击"Apply"应用。

当中，四个头文件路径为：

/home/work/android/android-ndk-r9/platforms/android-18/arch-arm/usr/include/
/home/work/android/android-ndk-r9/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/4.6/include/
/home/work/android/android-ndk-r9/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/4.6/libs/armeabi-v7a/include/
/home/work/android/android-ndk-r9/toolchains/arm-linux-androideabi-4.6/prebuilt/linux-x86/lib/gcc/arm-linux-androideabi/4.6/include/

　　第四步。创建Android.mk。右键点击jni目录，"New"->"File"，输入Android.mk。

加入例如以下代码：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := NativeInterface
LOCAL_SRC_FILES := NativeInterface.cpp

LOCAL_LDLIBS := -llog

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

　　第五步。编译生成动态库。点击Eclipse菜单条中的"Project"->"Build Project"，就可以完毕编译。在libs/armeabi/目录下生成了"libNativeInterface.so"动态库。

2.4 Java层中调用本地函数

　　Java层调用JNI层本地函数的方法，例如以下所看到的。

package com.napolean.app;

import android.os.Bundle;
import android.app.Activity;
import android.view.Menu;

public class MainActivity extends Activity {

	private NativeInterface myJNI;
	
	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_main);
		
		byte[] in_buffer = new byte[1920*1080*3/2];
		int width = 1920;
		int height = 1080;
		
		myJNI = new NativeInterface();
		
		myJNI.NativeInit();
		myJNI.NativeProcess(in_buffer, width, height);
	}

	@Override
	public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
		// Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.
		getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu);
		return true;
	}
	
	protected void onDestroy() {
		myJNI.NativeExit();
		super.onDestroy();
	}

}

附录：很多其它内容

　　參见我的ChinaUnix博客文章：http://blog.chinaunix.net/uid-20746260-id-3910616.html