重點(diǎn)掌握內(nèi)容：JNIEnv
運(yùn)行環(huán)境：windows 10
一捎琐、JNI的概念
JNI是Java Native Interface的縮寫败玉。它是Java調(diào)用C/C++或者C/C++調(diào)用Java的一套API在旱。
二情连、為什么要使用JNI
- 使用JNI可以復(fù)用很多的C/C++代碼蛔外，例如：ffmeng多媒體播放器冀值，opencv圖形識別的引擎姆怪，7-zip壓縮叛赚，opencore框架（用于視頻播放）等等；
- 可以提高程序的效率：java代碼跨平臺(tái)稽揭，不直接操作硬件俺附，虛擬機(jī)解釋執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)垃圾回收機(jī)制溪掀。art在安裝應(yīng)用程序的時(shí)候事镣，將apk里面的dex翻譯成機(jī)器碼，造成apk體積變化很多揪胃，而C代碼直接操作硬件璃哟，程序猿可以手動(dòng)的釋放代碼；
- C代碼反編譯困難喊递，因?yàn)榉淳幾g出來的是匯編語言随闪；而java代碼反編譯容易，很容易看懂骚勘。
三铐伴、使用JNI的步驟
- 編寫
native方法 - 使用
javah命令，生成.h頭文件 - 復(fù)制.h頭文件到CPP工程中
- 復(fù)制
jni.h和jni_md.h文件到CPP工程中 - 實(shí)現(xiàn).h頭文件中聲明的函數(shù)
- 生成
dll文件 - 配置dll文件所在目錄到環(huán)境變量
- 重啟MyEclipse
我們用一個(gè)例子來演示上述步驟：
需求：從C代碼中獲取一個(gè)字符串
step1：用Java開發(fā)工具編寫native方法俏讹，筆者使用的是MyEclipse 8.5当宴。關(guān)鍵字 native。
package com.gjg;
public class JniFirst {
public native static String getStringFromC();
public static void main(String[] args){
}
}
step2：使用javah命令泽疆，生成.h頭文件
-
右鍵src目錄即供，選擇 “Properties”
01.jpg -
復(fù)制該路徑：
02.jpg -
打開cmd命令工具，進(jìn)入到項(xiàng)目的目錄下于微，通過javah生成頭文件逗嫡。命令行如圖所示：
03.jpg -
回到開發(fā)工具，刷新項(xiàng)目株依，可以看到生成的.h文件
04.jpg
step3：復(fù)制 com_gjg_JniFirst.h 頭文件到CPP工程中
打開Visual Studio工具創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目
將
com_gjg_JniFirst.h文件拷貝到項(xiàng)目中驱证，和.c源文件同一個(gè)目錄-
回到 Visual Studio 工具中，添加剛剛拷貝的頭文件到項(xiàng)目中
05.jpg -
這樣就可以在項(xiàng)目中看到頭文件了
06.jpg
step4：復(fù)制 jni.h 和 jni_md.h 文件到CPP工程中
-
打開
com_gjg_JniFirst.h文件發(fā)現(xiàn)代碼有錯(cuò)誤恋腕，因此需要我們添加jni.h和jni_md.h兩個(gè)頭文件抹锄。
07.jpg -
這兩個(gè)頭文件可以到
jdk目錄下面找
08.jpg -
將這兩個(gè)文件拷貝到與
com_gjg_JniFirst.h文件同一個(gè)目錄下，同時(shí)也需要添加現(xiàn)有項(xiàng)。添加完成后伙单，我們發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目依然有錯(cuò)获高，此時(shí)需要我們稍微修改一下代碼。
09.jpg
step5：實(shí)現(xiàn) com_gjg_JniFirst.h 頭文件中聲明的函數(shù)
-
我們可以看到生成的c函數(shù)的名字是：
Java_完整類名_函數(shù)名
10.jpg 函數(shù)的實(shí)現(xiàn)（返回一個(gè)字符串）：
#include "com_gjg_JniFirst.h"
//函數(shù)的實(shí)現(xiàn)
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_gjg_JniFirst_getStringFromC
(JNIEnv * env, jclass str){
//返回一個(gè)字符串
return (*env)->NewStringUTF(env,"I'm C String");
}
step6：生成dll文件
- 因?yàn)楣P者的電腦是64為的操作系統(tǒng)吻育，所以需要先把平臺(tái)設(shè)置成
x64念秧。打開配置管理器：
11.jpg
-
選擇
x64，如果沒有就新建一個(gè)
12.jpg -
修改生成解決方案為
dll布疼。右鍵項(xiàng)目摊趾，選擇屬性，將配置類型修改為動(dòng)態(tài)庫(.dll)游两。
13.jpg -
生成解決方案
14.jpg
step7：配置dll文件所在目錄到環(huán)境變量
將dll文件所在的目錄 H:\AndroidNDK\cworkspace\C_07\x64\Debug 配置到系統(tǒng)環(huán)境變量中：
step8：重啟MyEclipse
由于配置了環(huán)境變量砾层，需要重啟一下MyEclipse
step9：在Java代碼中使用動(dòng)態(tài)庫
- 首先加載動(dòng)態(tài)庫
package com.gjg;
public class JniFirst {
public native static String getStringFromC();
public static void main(String[] args){
}
//加載動(dòng)態(tài)庫
static{
System.loadLibrary("C_07");
}
}
- 調(diào)用本地方法
package com.gjg;
public class JniFirst {
public native static String getStringFromC();
public static void main(String[] args){
//調(diào)用本地方法getStringFromC，并接收返回的字符串
String str = getStringFromC();
System.out.println(str);
}
//加載動(dòng)態(tài)庫
static{
System.loadLibrary("C_07");
}
}
-
控制臺(tái)輸出的結(jié)果：
16.jpg
以上就是Java通過JNI調(diào)用C/C++的步驟贱案。調(diào)用dll的流程如下圖所示：
另外肛炮，需要特別注意的是windows環(huán)境下，Java程序調(diào)用的是 dll 格式的動(dòng)態(tài)庫宝踪，但是在Android的開發(fā)中铸董，因?yàn)锳ndroid系統(tǒng)是運(yùn)行在Linux系統(tǒng)上的，所以需要使用 so 格式的庫肴沫， 那么Android如何使用so庫呢粟害，這個(gè)我們放到后面的文章介紹。下面我們還需要介紹一個(gè)知識點(diǎn)颤芬，就是在windows環(huán)境下悲幅，動(dòng)態(tài)庫（.dll）和靜態(tài)庫（.lib）的區(qū)別 。
動(dòng)態(tài)庫（.dll）和靜態(tài)庫（.lib）的區(qū)別
首先站蝠，兩者都是共享代碼的方式汰具。
靜態(tài)庫 ：在鏈接步驟中，連接器將從庫文件取得所需的代碼菱魔，復(fù)制到生成的可執(zhí)行文件中留荔，這種庫稱為靜態(tài)庫。其特點(diǎn)是可執(zhí)行文件中包含了庫代碼的一份完整拷貝澜倦；缺點(diǎn)就是被多次使用就會(huì)有多份冗余拷貝聚蝶。即靜態(tài)庫中的指令都全部被直接包含在最終生成的 EXE 文件中了。在vs中新建生成靜態(tài)庫的工程藻治，編譯生成成功后碘勉，只產(chǎn)生一個(gè).lib文件。（靜態(tài)庫的擴(kuò)展名在Windows 下是 .lib桩卵，Linux 和 Mac 下是 .a）
動(dòng)態(tài)庫 ：動(dòng)態(tài)鏈接庫是一個(gè)包含可由多個(gè)程序同時(shí)使用的代碼和數(shù)據(jù)的庫验靡，DLL不是可執(zhí)行文件倍宾。動(dòng)態(tài)鏈接提供了一種方法，使進(jìn)程可以調(diào)用不屬于其可執(zhí)行代碼的函數(shù)胜嗓。函數(shù)的可執(zhí)行代碼位于一個(gè) DLL 中高职，該 DLL 包含一個(gè)或多個(gè)已被編譯、鏈接并與使用它們的進(jìn)程分開存儲(chǔ)的函數(shù)辞州。在vs中新建生成動(dòng)態(tài)庫的工程怔锌，編譯成功后，產(chǎn)生一個(gè).lib文件和一個(gè).dll文件孙技。（動(dòng)態(tài)庫的擴(kuò)展名在Windows 下是 .dll，Linux 下是 .so排作，Mac 下是 .dylib）
四牵啦、JNIEnv
在上面的例子中，我們可以看到一個(gè)叫 JNIEnv 的東西妄痪。何為 JNIEnv ：它是一個(gè)線程相關(guān)的結(jié)構(gòu)體, 該結(jié)構(gòu)體代表了 Java 在本線程的執(zhí)行環(huán)境哈雏。
JNIEnv 和 JavaVM的區(qū)別
JavaVM : JavaVM 是 Java虛擬機(jī)在 JNI 層的代表, JNI 全局僅僅有一個(gè)；
JNIEnv : JavaVM 在線程中的代表, 每一個(gè)線程都有一個(gè), JNI 中可能有非常多個(gè) JNIEnv衫生；
JNIEnv 的作用
- 調(diào)用 Java 函數(shù) : JNIEnv 代表 Java 執(zhí)行環(huán)境, 能夠使用 JNIEnv 調(diào)用 Java 中的代碼裳瘪；
- 操作 Java對象 : Java 對象傳入 JNI 層就是 Jobject 對象, 須要使用 JNIEnv 來操作這個(gè) Java 對象；
JNIEnv 的使用方法
- 首先我們來看看
JNIEnv的源碼（在jni.h頭文件中）：
struct JNINativeInterface_;
struct JNIEnv_;
#ifdef __cplusplus
typedef JNIEnv_ JNIEnv;
#else
typedef const struct JNINativeInterface_ *JNIEnv;
#endif
我們可以看出罪针，在C++中彭羹，JNIEnv 是一個(gè)結(jié)構(gòu)體別名。在C語言中泪酱， JNIEnv 是一個(gè)結(jié)構(gòu)體指針派殷。
- 我們再來看看C和C++各自的使用方式：
//C++使用方式
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_gjg_JniFirst_getStringFromC
(JNIEnv *env, jclass str){
return env->NewStringUTF("I'm C String");
}
//C使用方式
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_gjg_JniFirst_getStringFromC
(JNIEnv *env, jclass str){
return (*env)->NewStringUTF(env,"I'm C String");
}
從上面的使用方式中，我們可以看出墓阀，在C++中毡惜，由于JNIEnv是一個(gè)結(jié)構(gòu)體別名，那么JNIEnv *env 中的env就是一個(gè)一級指針斯撮。而在C中经伙，由于JNIEnv是一個(gè)結(jié)構(gòu)體指針，那么JNIEnv *env 中的env就是一個(gè)二級指針勿锅。
我們還可以看出帕膜，在調(diào)用 NewStringUTF 方法時(shí)，傳遞的參數(shù)也不一樣溢十，C++沒有傳遞 env 泳叠，而C語言將 env 作為參數(shù)傳遞了過去。這是為什么茶宵，讓我們來看看源碼吧：
//C++使用的結(jié)構(gòu)體定義
struct JNIEnv_ {
const struct JNINativeInterface_ *functions;
#ifdef __cplusplus
.
.
.
jstring NewStringUTF(const char *utf) {
return functions->NewStringUTF(this,utf);
}
.
.
.
.
#endif /* __cplusplus */
}
//C使用的結(jié)構(gòu)體定義
struct JNINativeInterface_ {
.
.
.
jstring (JNICALL *NewStringUTF)
(JNIEnv *env, const char *utf);
.
.
.
.
}
我們從源碼中可以看出危纫，C++的結(jié)構(gòu)體 JNIEnv_ 中的 NewStringUTF 方法，實(shí)際上是調(diào)用的 C 的結(jié)構(gòu)體 JNINativeInterface_ 中的 NewStringUTF 方法。C++在C的基礎(chǔ)上進(jìn)行了封裝种蝶。在C中使用 NewStringUTF 需要我們傳入兩個(gè)參數(shù)：JNIEnv *env, const char *utf 契耿。而在C++中，由于 NewStringUTF 默認(rèn)傳遞了 this 關(guān)鍵字（this指代當(dāng)前調(diào)用該方法的指針）螃征，所以我們在調(diào)用的時(shí)候不需要傳遞 JNIEnv 搪桂。這就是為什么在C和C++中調(diào)用 NewStringUTF 方法，傳遞的參數(shù)不同的原因盯滚。
那么又會(huì)有另一個(gè)疑問踢械，為什么需要傳入 JNIEnv ，這個(gè)問題其實(shí)不難理解魄藕，既然需要傳入這個(gè)參數(shù)内列，那就說明在函數(shù)的實(shí)現(xiàn)過程中，需要使用到 JNIEnv 背率。
總結(jié)：
- 為什么需要傳入
JNIEnv话瞧？因?yàn)楹瘮?shù)在執(zhí)行的過程中需要使用到JNIEnv； - C++為什么沒有傳入
JNIEnv寝姿？因?yàn)镃++默認(rèn)傳遞了this交排； - C++是在C的基礎(chǔ)上對
JNINativeInterface_進(jìn)行了封裝。
關(guān)于JNI開發(fā)流程的知識就給大家介紹到這里饵筑，歡迎大家指正埃篓。
