Chendd's Blog

世界上没有什么事情是一行代码不能解决的。如果有，那就两行。

深入了解android平台的jni(五)

注册native函数有两种方法：静态注册和动态注册。

1、静态注册方法

       根据函数名找到对应的JNI函数:Java层调用函数时，会从对应的JNI中寻找该函数，如果没有就会报错，如果存在则会建立一个关联联系，以后在调用时会直接使用这个函数，这部分的操作由虚拟机完成。 静态方法就是根据函数名来遍历java和jni函数之间的关联，而且要求jni层函数的名字必须遵循 特定的格式，其缺点在于：

  • 1）javah生成的jni层函数特别长；
  • 2）初次调用native函数时要根据名字搜索对应的jni层函数来建立关联联系，这样影响效率。

2、动态注册方法

       JNI 允许你提供一个函数映射表，注册给Jave虚拟机，这样Jvm就可以用函数映射表来调用相应的函数， 就可以不必通过函数名来查找需要调用的函数了。 Java与JNI通过JNINativeMethod的结构来建立联系，它在jni.h中被定义，其结构内容如下： typedef struct { const char name; const char signature; void* fnPtr; } JNINativeMethod; 第一个变量name是Java中函数的名字。 第二个变量signature，用字符串是描述了函数的参数和返回值 第三个变量fnPtr是函数指针，指向C函数。 当java通过System.loadLibrary加载完JNI动态库后，紧接着会查找一个JNI_OnLoad的函数，如果有，就调用它， 而动态注册的工作就是在这里完成的。

  • 1)JNI_OnLoad()函数 JNI_OnLoad()函数在VM执行System.loadLibrary(xxx)函数时被调用，它有两个重要的作用： 指定JNI版本：告诉VM该组件使用那一个JNI版本(若未提供JNI_OnLoad()函数，VM会默认该使用最老的JNI 1.1版)，如果要使用新版本的JNI， 例如JNI 1.4版，则必须由JNI_OnLoad()函数返回常量JNI_VERSION_1_4(该常量定义在jni.h中) 来告知VM。 初始化设定，当VM执行到System.loadLibrary()函数时，会立即先呼叫JNI_OnLoad()方法，因此在该方法中进行各种资源的初始化操作最为恰当，

  • 2)RegisterNatives RegisterNatives在AndroidRunTime里定义 syntax: jint RegisterNatives(jclass clazz, const JNINativeMethod* methods,jint nMethods)

3、在android中加入自定义的native函数

JNI在Android层次结构中的作用如下图所示:

image

在Android中，主要的JNI代码在以下的路径中: Android源码根目录/frameworks/base/core/jni/ 这个路径中的内容将被编译成库libandroid_runtime.so,这就是一个普通的动态库，被放置在目标系统的/system/lib目录中.除此之外，Android还包含其他的JNI库，例如,媒体部分的JNI目录frameworks/base/media/jni/中，被编译成库libmedia_jni.so. JNI中的各个文件实际上就是C++的普通文件，其命名一般和支持的Java类有对应关系。 这种关系是习惯上的写法，而不是强制的。

  • 1）注册JNI方法

在Android源码根目录/frameworks/base/services/jni/目录下有一个onload.cpp文件，加入 jni函数申明和jni函数注册方法

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#include "JNIHelp.h"   
#include "jni.h"   
#include "utils/Log.h"   
#include "utils/misc.h"   

namespace android {
int register_android_server_AlarmManagerService(JNIEnv* env);
int register_android_server_BatteryService(JNIEnv* env);
int register_android_server_InputApplicationHandle(JNIEnv* env);
int register_android_server_InputWindowHandle(JNIEnv* env);
int register_android_server_InputManager(JNIEnv* env);
int register_android_server_LightsService(JNIEnv* env);
int register_android_server_PowerManagerService(JNIEnv* env);
int register_android_server_UsbDeviceManager(JNIEnv* env);
int register_android_server_UsbHostManager(JNIEnv* env);
int register_android_server_VibratorService(JNIEnv* env);
int register_android_server_SystemServer(JNIEnv* env);
int register_android_server_location_GpsLocationProvider(JNIEnv* env);
int register_android_server_connectivity_Vpn(JNIEnv* env);
int register_android_server_HelloService(JNIEnv *env);  //此处加入自定义jni函数申明
};

using namespace android;

extern "C" 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("GetEnv failed!");
        return result;
    }
    LOG_ASSERT(env, "Could not retrieve the env!");

    register_android_server_PowerManagerService(env);
    register_android_server_InputApplicationHandle(env);
    register_android_server_InputWindowHandle(env);
    register_android_server_InputManager(env);
    register_android_server_LightsService(env);
    register_android_server_AlarmManagerService(env);
    register_android_server_BatteryService(env);
    register_android_server_UsbDeviceManager(env);
    register_android_server_UsbHostManager(env);
    register_android_server_VibratorService(env);
    register_android_server_SystemServer(env);
    register_android_server_location_GpsLocationProvider(env);
    register_android_server_connectivity_Vpn(env);
    register_android_server_HelloService(env); //jni方法注册

    return JNI_VERSION_1_4;
}

onload.cpp文件上部分为注册函数的声明，下部分为调用各种注册函数，而这些注册函数就是JNI方法的注册函数! 正是通过这些注册函数，上层才能调用注册的JNI方法. 以register_android_server_HelloService为例，来看一个注册函数的具体实现过程是如何的。 打开com_android_service_HelloService.cpp文件

  • 2)加入注册函数的实现代码，如下:
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int register_android_server_HelloService(JNIEnv *env) {
        return jniRegisterNativeMethods(env, "com/android/server/HelloService", method_table, NELEM(method_table));
}

其中jniRegisterNativeMethods为注册JNI方法函数， 此函数的第二个参数为对应着java类即HelloService.java的文件名，第三个参数为注册的方法表

  • 3)加入jni方法表
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static const JNINativeMethod method_table[] = {
    {"init_native", "()Z", (void*)hello_init},
    {"setVal_native", "(I)V", (void*)hello_setVal},
    {"getVal_native", "()I", (void*)hello_getVal},
};
  • 4）方法表内各个接口的实现代码
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static void hello_setVal(JNIEnv* env, jobject clazz, jint value) {
     val = value;
    LOGI("Hello JNI: set value %d to device.", val);
}
static jint hello_getVal(JNIEnv* env, jobject clazz) {
        LOGI("Hello JNI: get value %d from device.", val);
        return val;
    }
static jboolean hello_init(JNIEnv* env, jclass clazz) {
        LOGI("Hello JNI: initializing......");
        return -1;
    }

完整代码如下：

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namespace android
{
  int val;
  static void hello_setVal(JNIEnv* env, jobject clazz, jint value) {
     val = value;
    LOGI("Hello JNI: set value %d to device.", val);
  }
  static jint hello_getVal(JNIEnv* env, jobject clazz) {
        LOGI("Hello JNI: get value %d from device.", val);
        return val;
    }
 static jboolean hello_init(JNIEnv* env, jclass clazz) {
        LOGI("Hello JNI: initializing......");
        return -1;
    }
  static const JNINativeMethod method_table[] = {
    {"init_native", "()Z", (void*)hello_init},
    {"setVal_native", "(I)V", (void*)hello_setVal},
    {"getVal_native", "()I", (void*)hello_getVal},
   };
   int register_android_server_HelloService(JNIEnv *env) {
        return jniRegisterNativeMethods(env, "com/android/server/HelloService", method_table, NELEM(method_table));
   }
}

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