Android JNI开发入门之二

在上一篇文章《Android JNI开发入门之一》中，我介绍了Android应用程序（APK）怎样通过JNI调用Native C实现的共享库。本文将进一步介绍Android应用程序通过JNI调用Native C++实现的共享库，并实现一个和上文《Android JNI开发入门之一》相同功能的Helloworld应用程序。

两套不同的API

前文已经提到，Android系统的Java虚拟机为C和C++实现两套不同的API，所以我们调用的时候需要注意这一点儿。另外Google并没有提供 JNI的文档，我们调用的时候可以参考Android的jni.h文件，里面有C和C++的JNI函数原型。也可以把本例的相同功能HelloWorld 库和上文《Android JNI开发入门之一》进行比较。

C++实现HelloWorld共享库

在本例中Android应用程序不需要有任何变化，我们需要重新用C++实现HelloWorld共享库。创建com_simon_Helloworld.cpp文件，并在文件中输入如下内容：

#include <jni.h>
#define LOG_TAG "HelloWorld"
#include <utils/Log.h>
/*
* Class: com_simon_Helloworld
* Method: print
* Signature: ()V
*/
/*JNIEXPORT void JNICALL Java_com_simon_Helloworld_print(JNIEnv *, jobject)*/
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_simon_HelloWorld_printJNI(JNIEnv *env, jobject obj)
{
LOGI("Hello World From libhelloworld.so!");
return env->NewStringUTF("Hello World!");
}
static const char *classPathName = "com/simon/HelloWorld";
static JNINativeMethod methods[] = {
{"printJNI", "()Ljava/lang/String;", (void*)Java_com_simon_HelloWorld_printJNI },
};
/*
* Register several native methods for one class.
*/
static int registerNativeMethods(JNIEnv* env, const char* className,
JNINativeMethod* gMethods, int numMethods)
{
jclass clazz;
clazz = env->FindClass(className);
if (clazz == NULL) {
LOGE("Native registration unable to find class '%s'", className);
return JNI_FALSE;
}
if (env->RegisterNatives(clazz, gMethods, numMethods) < 0) {
LOGE("RegisterNatives failed for '%s'", className);
return JNI_FALSE;
}
return JNI_TRUE;
}
/*
* Register native methods for all classes we know about.
*
* returns JNI_TRUE on success.
*/
static int registerNatives(JNIEnv* env)
{
if (!registerNativeMethods(env, classPathName,
methods, sizeof(methods) / sizeof(methods[0]))) {
return JNI_FALSE;
}
return JNI_TRUE;
}
typedef union {
JNIEnv* env;
void* venv;
} UnionJNIEnvToVoid;
/* This function will be call when the library first be loaded */
jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
{
UnionJNIEnvToVoid uenv;
JNIEnv* env = NULL;
LOGI("JNI_OnLoad!");
if (vm->GetEnv((void**)&uenv.venv, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
LOGE("ERROR: GetEnv failed");
return -1;
}
env = uenv.env;;
if (registerNatives(env) != JNI_TRUE) {
LOGE("ERROR: registerNatives failed");
return -1;
}
return JNI_VERSION_1_4;
}

本例与上文《Android JNI开发入门之一》对比有如下几点不同需要注意：

1、C和C++实现共享库调用不同JNI API。前面已经提到Android系统JNI为C和C++提供了两套不同的API。请仔细对比NewStringUTF，GetEnv函数，就会发现JNI API不同。

2、C++版的helloworld共享库提供了函数映射表。前文《Android JNI开发入门之一》也已经提到，JNI API为了避免丑陋的函数名，提供了方法向Java虚拟机注册函数映射表。这样当Java调用Native接口的时候，Java虚拟机就可以不用根据函数名来决定调用哪个函数了，直接通过查询表格就可以找到需要调用的函数了。

3、我们注意到RegisterNatives第一个参数（C语言接口中是第二个参数）为调用该函数的Java类。这也和标准JNI函数名包含类名（包名和类名）的作用一样——声明那个Java类可以调用这个方法。

4、函数映射表的定义非常的怪异。你可以参考Android JNI 使用的数据结构JNINativeMethod详解和JNI标准手册相关类型的部分。

通过对比你会发现C++的实现同样功能的共享库比C加入更多的代码，另外你可能会有疑问既然Java虚拟机能用通过函数名访问到相应的Native code函数，为什么还要提供注册映射函数表呢？没错！作为一个HelloWorld程序，确实简单为第一要务！如果Java虚拟机能用函数名能访问到相应的函数的话，我是不会多此一举来注册映射函数表。在实践中我发现：

标准JNI不能通过标准函数名找到C++实现的Helloworld共享库中的函数，但是C实现的helloworld共享没有这个问题。我不知道为什么会这样，请达人指教。没有办法才提供注册映射函数表。

下面提供一个helloworld共享库的Makefile——Android.mk：

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_SRC_FILES:=com_simon_Helloworld.cpp
LOCAL_C_INCLUDES := $(JNI_H_INCLUDE)
LOCAL_MODULE := libhelloworld
LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libutils
LOCAL_PRELINK_MODULE := false
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

和前文《Android JNI开发入门之一》的Android.mk文件相比也就是修改了一下源文件，没有什么可说。编译生成libhelloworld.so文件，允许前文HelloWorld Android应用程序，你将会得到和前文相同的结果。

JNI的进一步学习

通过上面的例子我们已经初步掌握了Android编写JNI程序的方法。这也只能算是Android JNI入门而已，有很多JNI相关的内容我们在例子中并没有涉及到，比如：

1、我们并没有提到怎样在Native代码中回调Java的函数。

2、每个Native的函数中前两个参数是什么意思？

如果想用JNI进行Android应用开发我们需要更深入的学习。为了大家共同进步，我这里也可以提供一些相关的资料和方法。

如果我们想深入学习JNI首先要先熟悉标准的JNI。推荐大家学习《Java Native Interface: Programmer’s Guide and Specification》，权威的标准JNI学习文档。

前文提到Google没有Android JNI编程提供文档，但是在网上Simon也找到了一篇非常好的文档供大家参考——JNI Examples for Android。这篇文章中举了一个例子包含了Android JNI开发的方方面面，想深入学习Android JNI开发的朋友请仔细研读。

总结

俗话说得好“问道有先后，如是而已”，Simon也是刚刚才开始学习Android JNI编程，对JNI的理解上面难免有一些地方有错误，欢迎朋友们指正。

参考资料：

Android JNI 使用的数据结构JNINativeMethod详解

Android JNI实例

JNI Examples for Android

How to add a new module to Android

Android JNI（实现自己的JNI_OnLoad函数）

Android中JNI编程的那些事儿

Java Native Interface: Programmer’s Guide and Specification

Java Native Interface Specification