java native函数库_Java 层调用 Native 层函数的两种方式
概述
Java 层如何调用Native层函数,大家都应该知道使用JNI(Java 本地接口)。
通过在java层声明native方法,然后遵守JNI规范命名Native函数,即可建立Java层native声明函数与Native层实现函数的关联。
另一种就是采用函数注册方式,Android Frameword层多采用这种方式,执行效率更高。
以下详细说明,两种方式的实现。
第一种方式:函数命名规范
在Android Studio 工程中,New Project 新建一个项目,将include c++ support 勾上。
pic1.png
创建出来的工程中,默认会帮你生成一个java调用native函数的示例。
//MainActivity.java
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
static { System.loadLibrary("native-lib");}
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
final TextView tv = findViewById(R.id.sample_text);
tv.setText(stringFromJNI());
}
public native String stringFromJNI();
}
// native-lib.cpp
#include
#include
extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_felix_jnidemo_MainActivity_stringFromJNI(JNIEnv *env, jobject /* this */) {
std::string hello = "hello world from 函数命名规范方式";
return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}
一目了然,java层 stringFromJNI 方法 与 native 层 Java_com_felix_jnidemo_MainActivity_stringFromJNI 方法,存在对应关系。
我们会发现,native层函数方法名的命名规范即是
"Java" ,包名,类名 , 方法名 以 "_" 相连
返回值 jstring 对应 java 中的String
JNICALL JNIEXPORT 表明是一个 对外暴露的JNI函数调用
特别留意一下 extern "C" ,必须加上。
如果不加上,由于C++编译器编译 cpp 文件会存在 Name Mangling (命名重整)的问题,Java_com_felix_jnidemo_MainActivity_stringFromJNI 会被C++编译器重整为另一个函数名 xxyyzzaabbcc (我随便起的名),以确保方法的独一无二性。所以java层通过调用 stringFromJNI 时,虚拟机按照默认的命名规范,找不到对应的 native实现函数,从而导致应用崩溃。
而加上 extern "C",则是通知C++编译器按照 C 的编译方式来生成函数名(即函数名保持不变)
第二种方式:函数注册方式
这种方式,写的代码稍微多点,但好处很明显,函数映射关系配置灵活,执行效率要比第一种方式高。
先要明白一个概念:
System.loadLibrary 加载动态库后,进入动态库后,会首先执行 JNI_OnLoad 这个方法,所以我们可以实现这个方法,在这个方法中注册java层与native层的函数对应关系。
具体实现流程
首先在java层中新增一个native 声明函数
public native String stringFromJNI2();
在native层提供对应的实现方法,这次我们不采用默认的命名方式
jstring stringFromJNI2(JNIEnv *env, jobject) {
std::string hello = "hello world from 函数注册方式";
return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}
3.在Native层实现 JNI_OnLoad 方法,在这个方法中注册函数的对应关系
static int registerNativeMethods(JNIEnv *, const char *, JNINativeMethod *, int);
static int registerNatives(JNIEnv *);
jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved) {
jint result = -1;
JNIEnv *env = NULL;
if (vm->GetEnv((void **) &env, JNI_VERSION_1_4)) {
goto fail;
}
// 在这里注册函数的对应关系
if (registerNatives(env) != JNI_TRUE) {
goto fail;
}
result = JNI_VERSION_1_4;
fail:
return result;
}
static JNINativeMethod gMethods[] = {{"stringFromJNI2", "()Ljava/lang/String;", (void *) stringFromJNI2}};
static int registerNativeMethods(JNIEnv *env, const char *className, JNINativeMethod *gMethods, int numMethods) {
jclass clazz;
clazz = env->FindClass(className);
if (clazz == NULL) {
return JNI_FALSE;
}
// 关键代码,在JNIEnv中 注册函数的对应关系
if (env->RegisterNatives(clazz, gMethods, numMethods) < 0) {
return JNI_FALSE;
}
return JNI_TRUE;
}
static int registerNatives(JNIEnv *env) {
if (!registerNativeMethods(env, "com/felix/jnidemo/MainActivity", gMethods, sizeof(gMethods) / sizeof(gMethods[0]))) {
return JNI_FALSE;
}
return JNI_TRUE;
}
上述代码实现中,核心代码就一句
env->RegisterNatives(clazz, gMethods, numMethods)
在这里注册了函数的对应关系,其它的都是围绕这句代码展开的。
//函数对应关系数组
static JNINativeMethod gMethods[] = {{"stringFromJNI2", "()Ljava/lang/String;", (void *) stringFromJNI2}};
JNINativeMethod 是存储映射关系的一个结构体,第一个元素是java的方法名,第二个元素是java方法对应的方法签名,第三个是native实现函数的函数指针。
下面附带一张 JNI类型签名规则表
Java类型
类型签名
boolean
Z
byte
B
char
C
long
J
float
F
double
D
short
S
int
I
类
L全限定类名;
数组
[元素类型签名
两种方式的比较
传统的JNI编程方式,符合JNI规范,但其缺点也明显:
方法名固定,不能灵活配置,稍不注意写错了便会出错,编译时无法发现错误
虚拟机在so库中搜索定位Native实现方法,效率有一定影响,通过注册函数可以回避这个问题
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