JNI基礎(chǔ) - 從學(xué)Parcel源碼開始

1、Parcelable和Serializable的異同

我們知道在Java應(yīng)用程序當(dāng)中對類進行序列化操作只需要實現(xiàn)Serializable接口就可以畦徘,由系統(tǒng)來完成序列化和反序列化操作崇摄。但是在Android中序列化操作有另外一種方式來完成果正,那就是實現(xiàn)Parcelable接口养筒。Parcelable的性能要強于Serializable试躏,因此在絕大多數(shù)的情況下帜消,Android還是推薦使用Parcelable來完成對類的序列化操作的棠枉。

Parcelable和Serializable的性能對比如下所述:

  • 后者在序列化操作的時候會產(chǎn)生大量的臨時變量,(原因是使用了反射機制)從而導(dǎo)致GC的頻繁調(diào)用泡挺,因此在性能上會稍微遜色辈讶。

  • Parcelable是以Ibinder作為信息載體的,在內(nèi)存上的開銷比較小娄猫,因此在內(nèi)存之間進行數(shù)據(jù)傳遞的時Android推薦使用Parcelable贱除。

  • 在讀寫數(shù)據(jù)的時候,Parcelable是在內(nèi)存中直接進行讀寫媳溺,而Serializable是通過使用IO流的形式將數(shù)據(jù)讀寫入在硬盤上月幌。

2、淺析Parcel源碼

public final class Parcel {
    // 保存的是 c++ 層的 Parcel.cpp 對象的指針地址
    private long mNativePtr; // used by native code

    private Parcel(long nativePtr) {
        if (DEBUG_RECYCLE) {
            mStack = new RuntimeException();
        }
        init(nativePtr);
    }

    private void init(long nativePtr) {
        if (nativePtr != 0) {
            mNativePtr = nativePtr;
            mOwnsNativeParcelObject = false;
        } else {
            mNativePtr = nativeCreate();
            mOwnsNativeParcelObject = true;
        }
    }

    /**
     * Write an integer value into the parcel at the current dataPosition(),
     * growing dataCapacity() if needed.
     */
    public final void writeInt(int val) {
        nativeWriteInt(mNativePtr, val);
    }

    /**
     * Read an integer value from the parcel at the current dataPosition().
     */
    public final int readInt() {
        return nativeReadInt(mNativePtr);
    }
    // 創(chuàng)建 Parcel.cpp 返回 jlong
    private static native long nativeCreate();
    // 寫入 int 數(shù)據(jù)
    private static native void nativeWriteInt(long nativePtr, int val);
    // 讀 int 數(shù)據(jù)
    private static native int nativeReadInt(long nativePtr);
}
// 創(chuàng)建 Parcel 褂删,返回指針地址給 java 層
static jlong android_os_Parcel_create(JNIEnv* env, jclass clazz)
{
    Parcel* parcel = new Parcel();
    return reinterpret_cast<jlong>(parcel);
}

// 通過指針地址獲取 c++ 層的對象飞醉,然后進行操作
static void android_os_Parcel_writeInt(JNIEnv* env, jclass clazz, jlong nativePtr, jint val) {
    Parcel* parcel = reinterpret_cast<Parcel*>(nativePtr);
    if (parcel != NULL) {
        const status_t err = parcel->writeInt32(val);
        if (err != NO_ERROR) {
            signalExceptionForError(env, clazz, err);
        }
    }
}
status_t Parcel::writeInt32(int32_t val)
{
    return writeAligned(val);
}

template<class T>
status_t Parcel::writeAligned(T val) {
    COMPILE_TIME_ASSERT_FUNCTION_SCOPE(PAD_SIZE_UNSAFE(sizeof(T)) == sizeof(T));
    // 判斷大小有沒有超過
    if ((mDataPos+sizeof(val)) <= mDataCapacity) {
restart_write:
        // 往內(nèi)存上寫入數(shù)據(jù)
        *reinterpret_cast<T*>(mData+mDataPos) = val;
        // 返回寫入成功
        return finishWrite(sizeof(val));
    }
    // 返回錯誤
    status_t err = growData(sizeof(val));
    if (err == NO_ERROR) goto restart_write;
    return err;
}

int32_t Parcel::readInt32() const
{
    return readAligned<int32_t>();
}

template<class T>
T Parcel::readAligned() const {
    T result;
    if (readAligned(&result) != NO_ERROR) {
        result = 0;
    }
    return result;
}

template<class T>
status_t Parcel::readAligned(T *pArg) const {
    COMPILE_TIME_ASSERT_FUNCTION_SCOPE(PAD_SIZE_UNSAFE(sizeof(T)) == sizeof(T));
    // 有沒有超出
    if ((mDataPos+sizeof(T)) <= mDataSize) {
        // 去除當(dāng)前內(nèi)存上的值
        const void* data = mData+mDataPos;
        // 當(dāng)前累加往后邏動
        mDataPos += sizeof(T);
        // 取出來并賦值
        *pArg =  *reinterpret_cast<const T*>(data);
        return NO_ERROR;
    } else {
        return NOT_ENOUGH_DATA;
    }
}

Parcel 其實就是在 native 層開辟了一塊內(nèi)存,然后按照一定的順序往這塊內(nèi)存里面寫數(shù)據(jù)屯阀。當(dāng)我需要取數(shù)據(jù)的時候缅帘,我們按照原來寫的順序取出來就可以了。寫的順序和取的順序必須保持一致难衰,不然肯定會出錯钦无。

接下來手動簡單實現(xiàn)一下,既能學(xué)習(xí)JNI的知識又能加深印象盖袭。

3失暂、實踐

現(xiàn)在我們新建一個Parcel類,里面有四個native方法彼宠。

//  找到Parcel.class,使用“javap -s Parcel”查看方法簽名 
public class Parcel {
    private static long mNativePtr = 0;

    static {
        System.loadLibrary("ndksample");
        mNativePtr = nativeCreate();
    }

    void writeInt(int value) {
        nativeWriteInt(mNativePtr, value);
    }

    int readInt() {
        return nativeReadInt(mNativePtr);
    }

    void setDataPosition(int pos) {
        nativeSetDataPosition(mNativePtr, pos);
    }

    static native long nativeCreate();

    native void nativeWriteInt(long nativePtr, int value);

    native int nativeReadInt(long nativePtr);

    native void nativeSetDataPosition(long nativePtr, int pos);
}

接下來寫JNI部分,首先是Parcel.h弟塞。

#ifndef NDKSAMPLE_PARCEL_H
#define NDKSAMPLE_PARCEL_H
#include <malloc.h>
#include <stdio.h>
class Parcel {
private:
    char *mData;
    int mDataPos;

public:
    Parcel() {
        mData = (char *) malloc(1024);
        mDataPos = 0;
    }

    ~ Parcel() {
        free(mData);
    }

    void writeInt(int value) {
        *reinterpret_cast<int *>(mData + mDataPos) = value;
        mDataPos += sizeof(value);
    }

    int readInt() {
        int result = *reinterpret_cast<int *>(mData + mDataPos);
        mDataPos += sizeof(int);
        return result;
    }

    void setDataPosition(int pos) {
        mDataPos = pos;
    }

};
#endif //NDKSAMPLE_PARCEL_H

最后是寫Native-lib.cpp代碼:

#include <jni.h>
#include <string>
#include <android/log.h>
#include "Parcel.h"
#define TAG    "@@" 
#define LOGD(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG,TAG,__VA_ARGS__) 

jlong jni_nativeCreate(JNIEnv *env, jobject jobject1) {
    Parcel *parcel = new Parcel();
    return reinterpret_cast<jlong>(parcel);
}

void jni_nativeWriteInt(JNIEnv *env, jobject jobject1,jlong nativePtr, jint value) {
    Parcel *parcel = reinterpret_cast<Parcel *>(nativePtr);
    parcel->writeInt(value);
}

jint jni_nativeReadInt(JNIEnv *env, jobject jobject1,jlong nativePtr) {
    Parcel *parcel = reinterpret_cast<Parcel *>(nativePtr);
    return parcel->readInt();
}


void jni_nativeSetDataPosition(JNIEnv *env, jobject jobject1,jlong nativePtr, jint pos) {
    Parcel *parcel = reinterpret_cast<Parcel *>(nativePtr);
    parcel->setDataPosition(pos);

}


//  第一個參數(shù)a 是java native方法名凭峡,
//  第二個參數(shù) 是native方法參數(shù),括號里面是傳入?yún)⒌念愋停膺叺氖欠祷刂殿愋停?//  第三個參數(shù) 是c/c++方法名决记。
static const JNINativeMethod nativeMethod[] = {
        {"nativeCreate",          "()J",   (void *) jni_nativeCreate},
        {"nativeWriteInt",        "(JI)V", (void *) jni_nativeWriteInt},
        {"nativeReadInt",         "(J)I",  (void *) jni_nativeReadInt},
        {"nativeSetDataPosition", "(JI)V", (void *) jni_nativeSetDataPosition}

};

static int registNativeMethod(JNIEnv *env) {
    int result = -1;

    jclass class_text = env->FindClass("com.dawn.ndksample.Parcel");
    if (env->RegisterNatives(class_text, nativeMethod,
                             sizeof(nativeMethod) / sizeof(nativeMethod[0])) == JNI_OK) {
        result = 0;
    }
    return result;
}

jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved) {
    JNIEnv *env = NULL;
    int result = -1;

    if (vm->GetEnv((void **) &env, JNI_VERSION_1_1) == JNI_OK) {
        if (registNativeMethod(env) == JNI_OK) {
            result = JNI_VERSION_1_6;
        }
        return result;
    }
}

驗證:

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    
    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        Parcel parcel = new Parcel();
        parcel.writeInt(123);
        parcel.writeInt(456);
        parcel.setDataPosition(0);
        int result = parcel.readInt();
        int result2 = parcel.readInt();
        Log.d("@@","result:"+result+",result2:"+result2);
    }
    
    // 輸出結(jié)果 >>>  result:123,result2:456
    
}

P.S. 上面的cpp代碼使用了動態(tài)注冊的寫法摧冀,如有不了解的請先自行百度,我將在下次補充系宫。

撒花索昂,謝謝大家的閱讀。

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