Android 中Java 和C/C++的相互調用方法

在一些Android應用的開發中，需要通過JNI和Android NDK工具實現JAVA和C/C++之間的相互調用。

Java Native Interface (JNI)標准是java平台的一部分，它允許Java代碼和其他語言寫的代碼進行交互。JNI是本地編程接口，它使得在Java虛擬機(VM)內部運行的Java代碼能夠與用其它編程語言(如C、C++和匯編語言)編寫的應用程序和庫進行交互操作。

由於Android的應用層的類都是以Java寫的，這些Java類編譯為Dex型式的Bytecode之後，必須靠Dalvik虛擬機(VM: Virtual Machine)來執行。在執行Java類的過程中，如果Java類需要與C組件溝通時，VM就會去載入C組件，然後讓Java的函數順利地調用到C組件的函數。此時，VM扮演著橋梁的角色，讓Java與C組件能通過標准的JNI介面而相互溝通。

在實際應用中這兩者之間的調用關系可以歸納為以下四種方式:

1. 在應用的JAVA代碼中調用NDK中C/C++實現的函數。

2. 在NDK開發中的C/C++代碼調用應用中JAVA類的靜態函數。

3. 在NDK開發中的C/C++代碼調用應用中JAVA類當前傳入NDK中的實例的函數。

4. 在NDK開發中的C/C++代碼調用應用中JAVA類新建實例的函數。

下面我們就怎樣在Eclipse中實現JNI編碼和四種調用方式加以闡述。

一、在Eclipse中建立一個包含JNI開發的工程。

在這裡我們不直接導入NDK中的hello-jni來說明JNI的使用方法。而是新建立一個工程，來說明怎樣建立一個包含JNI的工程。

第一步：建立一個Andriod工程JniDemo,在該工程的根目錄下建立一個叫jni的目錄，在jni目錄下建立一個叫Android.mk的文件，(當然你也可以從其他地方，比如ndk樣例代碼hello-jni中將裡面的Android.mk復制過來修改)。Android.mk裡面的內容如下所示

LOCAL_PATH :=$(call my-dir)

include$(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE:= demo-jni

LOCAL_SRC_FILES := demo-jni.c

include$(BUILD_SHARED_LIBRARY)

關於這幾句話的含義，在這裡不再贅述。網上搜下，就可以很明白。

然後在jni目錄下生成demo-jni.c文件。實現的接口的內容。

現在選中工程中的jni目錄，點擊鼠標右鍵，選Refresh，jni目錄中的文件就顯示在工程的jni目錄下了。

第二步：設置jni的編譯環境。選中工程中的根目錄JniDemo，點擊鼠標右鍵，選Properties。彈出對話框，選中列表中的Builders。如圖一所示：

 

 

圖一：JniDemo特性設置對話框

點擊對話框右端的new按鈕，彈出“Choose configuration type”對話框，如圖二，選擇Program,點擊對話框下面的OK按鈕。

 

 

圖二：選擇配置類型

現在我們打開了”Edit Configuration”對話框，在Name對應的文本框中輸入名字JniBuilder(當然也可是你喜歡的其他名字).在Main選項下，在Location中輸入cygwin系統中bash.exe的絕對路徑。我這裡是c:\cygwin\bin\bash.exe(c:\cygwin\為我的系統中cygwin的安裝目錄，這裡要根據你的電腦中cygwin的安裝目錄來確定)，在Working Directory中輸入c:\cygwin\bin\.在Arguments中輸入--login -c "cd /cygdrive/d/study/JniDemo && /cygdrive/d/android-ndk-r6b/ndk-build"。這裡/cygdrive/d/study/JniDemo為工程根目錄，/cygdrive/d/android-ndk-r6b為NDK的安裝目錄。這兩個目錄參數根據你的工程目錄和ndk的安裝目錄而定。注意的是驅動器要采用cygwin的方式。(比如：Windows系統下的D：對應/cygdrive/d，其余類推)。設置結果如圖三所示，然後點擊OK按鈕即可。

 

 

圖三：編輯JNI配置參數

二、演示四種調用方式

演示界面如圖四所示，四個按鈕分別測試四種調用方式。

 

 

圖四：演示界面圖

分別點擊按鈕Test1, Test2, Tes3, Test四的測試結果如圖五、六、七、八所示。

 

 

圖五：點擊Test1的測試結果

 

 

圖六：點擊Test2的測試結果

 

 

圖七：點擊Test3的測試結果

 

 

圖八：點擊Test4的測試結果

Test1演示在應用中調用NDK中C/C++實現的函數。JAVA代碼和C代碼分別為：

JAVA代碼：

[java]view plaincopy

Buttonbtn01=(Button)findViewById(R.id.Button01);

btn01.setOnClickListener(newButton.OnClickListener()

{

publicvoidonClick(Viewv)

{

TextViewtv=(TextView)findViewById(R.id.tv01);

tv.setText(stringFromJNI());

showMessage(JniDemoActivity.this,"JNItest1",stringFromJNI());

}

});

C代碼：

view plaincopy

JstringJava_study_jnidemo_JniDemoActivity_stringFromJNI(JNIEnv*env,jobjectthiz)

{

return(*env)->NewStringUTF(env,"JniDemo,HellofromJNI!");

}

lTest2靜態調用。JAVA代碼和C代碼分別為：

JAVA代碼：

[java]view plaincopy

//測試C/C++中對JAVA函數的靜態回調

Buttonbtn02=(Button)findViewById(R.id.Button02);

btn02.setOnClickListener(newButton.OnClickListener()

{

publicvoidonClick(Viewv)

{

intret=jniStaticShowMessage(JniDemoActivity.this,"JNItest2","teststaticcallbackMessage");

TextViewtv=(TextView)findViewById(R.id.tv01);

if(ret==0)

{

tv.setText("testJNIstaticcallbacksuccessed");

}

else

{

tv.setText("testJNIstaticcallbackfialed");

}

}

});

C代碼：

view plaincopy

JintJava_study_jnidemo_JniDemoActivity_jniStaticShowMessage(JNIEnv*env, view plaincopy

jobjectthiz,jobjectctx,jstringstrTitle,jstringstrMessage)

{

jclasscls=(*env)->FindClass(env,"study/jnidemo/JniDemoActivity");

//jclasscls=(*env)->GetObjectClass(env,thiz);

if(cls!=NULL)

{

jmethodIDid=(*env)->GetStaticMethodID(env,cls,"staticShowMessage",

"(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I");

if(id!=NULL)

{

return(*env)->CallStaticIntMethod(env,cls,id,ctx,strTitle,strMessage);

}

}

return1;

}

lTest3當前實例調用：JAVA代碼和C代碼分別為：

JAVA代碼：

[java]view plaincopy

Buttonbtn03=(Button)findViewById(R.id.Button03);

btn03.setOnClickListener(newButton.OnClickListener()

{

publicvoidonClick(Viewv)

{

strTest="[messagehaschangednow]";

intret=jniShowMessage(JniDemoActivity.this,"JNItest3","testcallbackincurrentinstance");

TextViewtv=(TextView)findViewById(R.id.tv01);

if(ret==0)

{

tv.setText("testJNIcallbacksuccessed");

}

else

{

tv.setText("testJNIcallbackfialed");

}

}

});

C代碼：

view plaincopy

JintJava_study_jnidemo_JniDemoActivity_jniShowMessage(JNIEnv*env,jobjectthiz,

jobjectctx,jstringstrTitle,jstringstrMessage)

{

jclasscls=(*env)->GetObjectClass(env,thiz);

if(cls!=NULL)

{

jstringstr;

jmethodIDstrTest_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"getTestString","()Ljava/lang/String;");

if(strTest_id!=NULL)

{

str=(*env)->CallObjectMethod(env,thiz,strTest_id);

}

jmethodIDshowMessage_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"showMessage",

"(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I");

if(showMessage_id!=NULL)

{

return(*env)->CallIntMethod(env,thiz,showMessage_id,ctx,

strTitle,combine_jstring(env,strMessage,str));

}

}

return1;

}

lTest4新建實例調用：JAVA代碼和C代碼分別為：

JAVA代碼：

[java]view plaincopy

Buttonbtn04=(Button)findViewById(R.id.Button04);

btn04.setOnClickListener(newButton.OnClickListener()

{

publicvoidonClick(Viewv)

{

strTest="[messagehaschangednow]";

intret=jniInstanceShowMessage(JniDemoActivity.this,

JNItest4","testcallbackinnewinstance");

TextViewtv=(TextView)findViewById(R.id.tv01);

if(ret==0)

{

tv.setText("testJNInewinstancesuccessed");

}

else

{

tv.setText("testJNInewinstancefialed");

}

}

});

C代碼：

view plaincopy

jintJava_study_jnidemo_JniDemoActivity_jniInstanceShowMessage(JNIEnv*env,jobjectthiz,

jobjectctx,jstringstrTitle,jstringstrMessage)

{

jclasscls=(*env)->FindClass(env,"study/jnidemo/JniDemoActivity");

if(cls!=NULL)

{

//getinstance

jmethodIDconstuctor_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"","()V");

if(constuctor_id!=NULL)

{

jobjectobj=(*env)->NewObject(env,cls,constuctor_id);

if(obj!=NULL)

{

jstringstr;

jmethodIDstrTest_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"getTestString","()Ljava/lang/String;");

if(strTest_id!=NULL)

{

str=(*env)->CallObjectMethod(env,obj,strTest_id);

}

jmethodIDshowMessage_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"showMessage",

"(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I");

if(showMessage_id!=NULL)

{

return(*env)->CallIntMethod(env,obj,showMessage_id,ctx,strTitle,combine_jstring(env,strMessage,str));

}

}

}

}

return1;

}

Test1和Test2都是常規的調用，在這裡不做解釋了。現在我們看看Test3和Test4的區別，在Test3中，strTest=" [message has changed now]"在相應的代碼中都做了賦值。但是在Test4中並沒有改變，還是初始值。這是因為Test創建了一個新實例，和應用的JAVA代碼中所賦值的實例並不是同一個。因此才出現了不同的結果。

附完整的JAVA和C代碼

JAVAD代碼：JniDemoActivity.java

[java]view plaincopy

packagestudy.jnidemo;

importandroid.app.Activity;

importandroid.app.AlertDialog;

importandroid.os.Bundle;

importandroid.widget.Button;

importandroid.view.View;

importandroid.widget.TextView;

importandroid.content.Context;

importandroid.content.DialogInterface;

publicclassJniDemoActivityextendsActivity{

publicStringstrTest="[initialmessage]";

/**Calledwhentheactivityisfirstcreated.*/

@Override

publicvoidonCreate(BundlesavedInstanceState){

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.main);

findAndModifyButton();

}

publicStringgetTestString()

{

returnstrTest;

}

//測試JAVA的NDK調用

publicnativeStringstringFromJNI();

//測試C/C++中對JAVA函數的靜態回調

publicnativestaticintjniStaticShowMessage(Contextctx,StringstrTitle,StringstrMessage);

//測試實例中C/C++中對JAVA類的函數的調用

publicnativeintjniShowMessage(Contextctx,StringstrTitle,StringstrMessage);

//測試創建新實例C/C++對JAVA類的函數的調用

publicnativeintjniInstanceShowMessage(Contextctx,StringstrTitle,StringstrMessage);

static{

System.loadLibrary("demo-jni");

}

staticintstaticShowMessage(Contextctx,StringstrTitle,StringstrMessage)

{

AlertDialog.Builderbuilder=newAlertDialog.Builder(ctx);

builder.setTitle(strTitle);

builder.setMessage(strMessage);

builder.setPositiveButton("確定",

newDialogInterface.OnClickListener(){

publicvoidonClick(DialogInterfacedialog,intwhichButton){

}

});

builder.show();

return0;

}

publicintshowMessage(Contextctx,StringstrTitle,StringstrMessage)

{

returnstaticShowMessage(ctx,strTitle,strMessage);

}

privatevoidfindAndModifyButton()

{

//測試JAVA的NDK調用

Buttonbtn01=(Button)findViewById(R.id.Button01);

btn01.setOnClickListener(newButton.OnClickListener()

{

publicvoidonClick(Viewv)

{

TextViewtv=(TextView)findViewById(R.id.tv01);

tv.setText(stringFromJNI());

showMessage(JniDemoActivity.this,"JNItest1",stringFromJNI());

}

});

//測試C/C++中對JAVA函數的靜態回調

Buttonbtn02=(Button)findViewById(R.id.Button02);

btn02.setOnClickListener(newButton.OnClickListener()

{

publicvoidonClick(Viewv)

{

intret=jniStaticShowMessage(JniDemoActivity.this,"JNItest2","teststaticcallbackMessage");

TextViewtv=(TextView)findViewById(R.id.tv01);

if(ret==0)

{

tv.setText("testJNIstaticcallbacksuccessed");

}

else

{

tv.setText("testJNIstaticcallbackfialed");

}

}

});

//測試實例中C/C++中對JAVA類的函數的調用

Buttonbtn03=(Button)findViewById(R.id.Button03);

btn03.setOnClickListener(newButton.OnClickListener()

{

publicvoidonClick(Viewv)

{

strTest="[messagehaschangednow]";

intret=jniShowMessage(JniDemoActivity.this,"JNItest3","testcallbackincurrentinstance");

TextViewtv=(TextView)findViewById(R.id.tv01);

if(ret==0)

{

tv.setText("testJNIcallbacksuccessed");

}

else

{

tv.setText("testJNIcallbackfialed");

}

}

});

//測試創建新實例C/C++對JAVA類的函數的調用

Buttonbtn04=(Button)findViewById(R.id.Button04);

btn04.setOnClickListener(newButton.OnClickListener()

{

publicvoidonClick(Viewv)

{

strTest="[messagehaschangednow]";

intret=jniInstanceShowMessage(JniDemoActivity.this,"JNItest4","testcallbackinnewinstance");

TextViewtv=(TextView)findViewById(R.id.tv01);

if(ret==0)

{

tv.setText("testJNInewinstancesuccessed");

}

else

{

tv.setText("testJNInewinstancefialed");

}

}

});

}

}

C代碼demo-jni.cpp

view plaincopy

#include

#include

//加載此動態庫時系統自動首先加載

jintJNI_OnLoad(JavaVM*vm,void*reserved)

{

JNIEnv*env;

if((*vm)->GetEnv(vm,(void**)&env,JNI_VERSION_1_4)!=JNI_OK)

{

return-1;

}

returnJNI_VERSION_1_4;

}

jstring

Java_study_jnidemo_JniDemoActivity_stringFromJNI(JNIEnv*env,jobjectthiz)

{

return(*env)->NewStringUTF(env,"JniDemo,HellofromJNI!");

}

jstring

combine_jstring(JNIEnv*env,jstringstr1,jstringstr2)

{

jbooleanb_ret;

constchar*s1=(*env)->GetStringUTFChars(env,str1,&b_ret);

constchar*s2=(*env)->GetStringUTFChars(env,str2,&b_ret);

intn1=strlen(s1);

intn2=strlen(s2);

char*new_str=(char*)malloc(n1+n2+1);

memset(new_str,0,n1+n2+1);

strcat(new_str,s1);

strcat(new_str,s2);

jstringret_str=(*env)->NewStringUTF(env,(constchar*)new_str);

free(new_str);

returnret_str;

}

jint

Java_study_jnidemo_JniDemoActivity_jniStaticShowMessage(JNIEnv*env,jobjectthiz,

jobjectctx,jstringstrTitle,jstringstrMessage)

{

jclasscls=(*env)->FindClass(env,"study/jnidemo/JniDemoActivity");

//jclasscls=(*env)->GetObjectClass(env,thiz);

if(cls!=NULL)

{

jmethodIDid=(*env)->GetStaticMethodID(env,cls,

"staticShowMessage",

"(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I");

if(id!=NULL)

{

return(*env)->CallStaticIntMethod(env,cls,id,ctx,strTitle,strMessage);

}

}

return1;

}

//在當前已有的JAVA實例中調用

jint

Java_study_jnidemo_JniDemoActivity_jniShowMessage(JNIEnv*env,jobjectthiz,

jobjectctx,jstringstrTitle,jstringstrMessage)

{

jclasscls=(*env)->GetObjectClass(env,thiz);

if(cls!=NULL)

{

jstringstr;

jmethodIDstrTest_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"getTestString",

"()Ljava/lang/String;");

if(strTest_id!=NULL)

{

str=(*env)->CallObjectMethod(env,thiz,strTest_id);

}

jmethodIDshowMessage_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"showMessage",

"(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I");

if(showMessage_id!=NULL)

{

return(*env)->CallIntMethod(env,thiz,showMessage_id,ctx,

strTitle,combine_jstring(env,strMessage,str));

}

}

return1;

}

//在新建JAVA實例中調用

jint

Java_study_jnidemo_JniDemoActivity_jniInstanceShowMessage(JNIEnv*env,jobjectthiz,

jobjectctx,jstringstrTitle,jstringstrMessage)

{

jclasscls=(*env)->FindClass(env,"study/jnidemo/JniDemoActivity");

if(cls!=NULL)

{

//getinstance

jmethodIDconstuctor_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"","()V");

if(constuctor_id!=NULL)

{

jobjectobj=(*env)->NewObject(env,cls,constuctor_id);

if(obj!=NULL)

{

jstringstr;

jmethodIDstrTest_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"getTestString",

"()Ljava/lang/String;");

if(strTest_id!=NULL)

{

str=(*env)->CallObjectMethod(env,obj,strTest_id);

}

jmethodIDshowMessage_id=(*env)->GetMethodID(env,cls,"showMessage",

"(Landroid/content/Context;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I");

if(showMessage_id!=NULL)

{

return(*env)->CallIntMethod(env,obj,showMessage_id,ctx,

strTitle,combine_jstring(env,strMessage,str));

}

}

}

}

return1;

}