初学Android JNI

frameworks/ hardware/packages/kernel/是sensor串联起来的必要非充分条件。

Java Native Interface (JNI)是java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI 是本地编程接口，它使得在 JavaVM（虚拟机）内部运行的 Java 代码能够与用其它编程语言(如 C、C++ 和汇编语言)编写的应用程序和库进行交互操作。

1.如何载入.so；

2.*.so的入口函数；

3.registerNativeMethods()函数的用途

4.映射表数组，类型JNINativeMethod

1.如何载入.so

Android的应用层的类都是以Java写的，这些Java类编译为Dex型式的Bytecode之后，必须靠Dalvik虚拟机(VM: Virtual Machine)来执行（Dalvik是Google公司自己设计用于Android平台的Java虚拟机。Dalvik虚拟机是Google等厂商合作开发的Android移动设备平台的核心组成部分之一。它可以支持已转换为 .dex（即Dalvik Executable）格式的Java应用程序的运行，.dex格式是专为Dalvik设计的一种压缩格式，适合内存和处理器速度有限的系统。Dalvik 经过优化，允许在有限的内存中同时运行多个虚拟机的实例，并且每一个Dalvik 应用作为一个独立的Linux 进程执行。独立的进程可以防止在虚拟机崩溃的时候所有程序都被关闭）。VM在Android平台里，扮演很重要的角色（Android L 正式亮相于召开的谷歌I/O大会，Android L 改动幅度较大，谷歌直接删除Dalvik，代替它的是ART）。

在执行Java类的过程中，如果Java类需要与C组件沟通时，VM就会去载入C组件，然后让Java的函数顺利地调用到C组件的函数。此时，VM扮演着桥梁的角色，让Java与C组件能通过标准的JNI介面而相互沟通。

应用层的Java类是在虚拟机(VM: Vitual Machine)上执行的，而C组件不是在VM上执行，那么Java程序又如何要求VM去载入(Load)所指定的C组件呢? 可使用下述指令：

System.loadLibrary(*.so的档案名);

F：Android框架里所提供的MediaPlayer.java类，含指令：

public class MediaPlayer {

static {

System.loadLibrary("media_jni");

}

这要求VM去载入Android的/system/lib/libmedia_jni.so库。载入*.so之后，Java类与*.so库就汇合起来，一起执行了。（"media_jni" 与 /system/lib/libmedia_jni.so 这种对应关系并不是一定成立的，我只看到了现象，不了解问题。system/lib/hw/* 是不是hardware/下的存放路径呢，sensor.***.so）

2. *.so的入口函数：JNI_OnLoad()与JNI_OnUnload()函数的用途

当Android的VM(虚拟机)执行到System.loadLibrary()函数时，首先会去执行C组件里的JNI_OnLoad()函数。它的用途有二：

(1)告诉VM此C组件使用哪一个JNI版本。如果你的*.so库没有提供JNI_OnLoad()函数，VM会默认该*.so库是使用最老的JNI 1.1版本。由于新版的JNI做了许多扩充，如果需要使用JNI的新版功能，例如JNI 1.4的java.nio.ByteBuffer,就必须调用JNI_OnLoad()函数来告知VM。

(2)VM执行到System.loadLibrary()函数时，就会立即先调用JNI_OnLoad()，C组件的开发者可以调用JNI_OnLoad()来进行C组件内的初始值设定(Initialization) 。

JNI_OnUnload()函数与JNI_OnLoad()相对应的。在载入C组件时会立即调用JNI_OnLoad()来进行组件内的初期动作；而当VM释放该C组件时，则会调用JNI_OnUnload()函数来进行清除动作。当VM调用JNI_OnLoad()或JNI_Unload()函数时，都会将VM的指针(Pointer)传递给它们，其参数如下：

jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) {}
jint JNI_OnUnload(JavaVM* vm, void* reserved) {}

在JNI_OnLoad()函数里，通过VM的指针取得JNIEnv的指针值，并存入env指针变量里，如下述指令：

jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved){
	JNIEnv* env = NULL;
	jint result = -1;
	if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
		LOGE("ERROR: GetEnv failed\n");
		goto bail;
	}
}

由于VM通常是多线程(Multi-threading)的执行环境。每一个线程在呼叫JNI_OnLoad()时，所传递进来的JNIEnv指针变量值都是不同的。为了配合这种多线程的环境，C组件开发者在撰写本地函数时，根据JNIEnv指针变量值的不同来避免线程的资料冲突问题，才能确保所写的本地函数能在Android的多线程VM里安全地执行。因此，在调用C组件的函数时，都会将JNIEnv指针变量值传递给它，如下：

jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
{
	JNIEnv* env = NULL;
	if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) {
	}
}

这JNI_OnLoad()调用register_android_media_MediaPlayer(env)函数时，就将env指针变量值传递过去。register_android_media_MediaPlayer()函数就能通过该指针变量值来区别不同的线程，解决资料冲突的问题。

　例如，在register_android_media_MediaPlayer()函数里，可撰写下述指令：

if ((*env)->MonitorEnter(env, obj) != JNI_OK) {
}

查看是否已经有其他线程进入此object，如果没有，此线程就进入该对象里执行了。还有，也可撰写下述指令：

if ((*env)->MonitorExit(env, obj) != JNI_OK) {
}

查看是否此线程正在此对象内执行，如果是，此线程就会立即离开。

3.registerNativeMethods()函数的用途

应用层级的Java类别通过VM调用本地函数。一般是依赖VM去寻找*.so里的本地函数。如果需要连续调用很多次，每次都需要寻找一遍，会多花许多时间。此时，组件开发者可以自行将本地函数向VM进行登记。例如，在Android的/system/lib/libmedia_jni.so库里的代码段如下：

#define LOG_TAG "MediaPlayer-JNI"

static JNINativeMethod gMethods[] = {

{"setDataSource", "(Ljava/lang/String;)V", (void *)android_media_MediaPlayer_setDataSource},

{"setDataSource", "(Ljava/io/FileDescriptor;JJ)V", (void *)android_media_MediaPlayer_setDataSourceFD},

{"prepare", "()V", (void *)android_media_MediaPlayer_prepare},

{"prepareAsync", "()V", (void *)android_media_MediaPlayer_prepareAsync},

{"_start", "()V", (void *)android_media_MediaPlayer_start},

{"_stop", "()V", (void *)android_media_MediaPlayer_stop},

{"getVideoWidth", "()I", (void *)android_media_MediaPlayer_getVideoWidth},

{"getVideoHeight", "()I", (void *)android_media_MediaPlayer_getVideoHeight},

{"seekTo", "(I)V", (void *)android_media_MediaPlayer_seekTo},

{"_pause", "()V", (void *)android_media_MediaPlayer_pause},

{"isPlaying", "()Z", (void *)android_media_MediaPlayer_isPlaying},

{"getCurrentPosition", "()I", (void *)android_media_MediaPlayer_getCurrentPosition},

{"getDuration", "()I", (void *)android_media_MediaPlayer_getDuration},

{"_release", "()V", (void *)android_media_MediaPlayer_release},

{"_reset", "()V", (void *)android_media_MediaPlayer_reset},

{"setAudioStreamType", "(I)V", (void *)android_media_MediaPlayer_setAudioStreamType},

{"setLooping", "(Z)V", (void *)android_media_MediaPlayer_setLooping},

{"setVolume", "(FF)V", (void *)android_media_MediaPlayer_setVolume},

{"getFrameAt", "(I)Landroid/graphics/Bitmap;", (void *)android_media_MediaPlayer_getFrameAt},

{"native_setup", "(Ljava/lang/Object;)V", (void *)android_media_MediaPlayer_native_setup},

{"native_finalize", "()V", (void *)android_media_MediaPlayer_native_finalize},

};

static int register_android_media_MediaPlayer(JNIEnv *env){

return AndroidRuntime::registerNativeMethods(env,

"android/media/MediaPlayer", gMethods, NELEM(gMethods));

}

jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved){

if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) {

LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed\n");

goto bail;

}

当VM载入libmedia_jni.so库时，就调用JNI_OnLoad()函数。接着，JNI_OnLoad()调用register_android_media_MediaPlayer()函数。此时，就调用到AndroidRuntime::registerNativeMethods()函数，向VM(即AndroidRuntime)登记gMethods[]表格所含的本地函数了。registerNativeMethods()函数的用途有二：

(1)更有效率去找到函数。

(2)在执行期间进行抽换。由于gMethods[]是一个<名称，函数指针>对照表，在程序执行时，可多次调用registerNativeMethods()函数来更换本地函数的指针，以达到动态抽换本地函数的目的。

4.Andoird 中使用了一种不同传统Java JNI的方式来定义其native的函数。其中很重要的区别是Andorid使用了一种Java 和 C 函数的映射表数组，并在其中描述了函数的参数和返回值。这个数组的类型是JNINativeMethod，定义如下：

typedef struct {
	const char* name;            /*Java中函数的名字*/         
	const char* signature;      /*描述了函数的参数和返回值*/
	void* fnPtr;               /*函数指针，指向C函数*/
} JNINativeMethod;

其中比较复杂的是第二个参数，例如

"()V"

"(II)V"

"(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V"

实际上这些字符是与函数的参数类型一一对应的。

"()" 中的字符表示参数，后面的则代表返回值。例如"()V" 就表示void Func();

"(II)V" 表示 void Func(int, int);

具体的每一个字符的对应关系如下

字符 Java类型 C类型

V void void

Z jboolean boolean

I jint int

J jlong long

D jdouble double

F jfloat float

B jbyte byte

C jchar char

S jshort short

数组则以"["开始，用两个字符表示

[I jintArray int[]

[F jfloatArray float[]

[B jbyteArray byte[]

[C jcharArray char[]

[S jshortArray short[]

[D jdoubleArray double[]

[J jlongArray long[]

[Z jbooleanArray boolean[]

上面的都是基本类型。如果Java函数的参数是class，则以"L"开头，以";"结尾，中间是用"/" 隔开的包及类名。而其对应的C函数名的参数则为jobject. 一个例外是String类，其对应的类为jstring

Ljava/lang/String; String jstring

Ljava/net/Socket; Socket jobject

如果JAVA函数位于一个嵌入类，则用$作为类名间的分隔符。

例如 "(Ljava/lang/String;Landroid/os/FileUtils$FileStatus;)Z"

感谢：http://blog.csdn.net/zeng622peng/article/details/6675230

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