Android Studio NDK開發：JNI呼叫Java函式

姜家志發表於2016-06-21

相對於NDK來說SDK裡面有更多API可以呼叫，有的時候我們在做NDK開發的時候，需要在JNI直接呼叫Java中的函式，比如callback,系統資訊等….
瞭解如何在JNI中呼叫Java方法，需要先了解FindClass和GetMethodID。

FindClass和GetMethodID

在JNI中可以通過FindClass可以找到類，得到jclass，比如：

jclass clz=(*env)->FindClass(env，”com/jjz/JniHandle”);

FindClass的第二個引數需要傳入類的路徑。

使用GetMethodID獲取類的方法,得到jmethodID,比如：

jmethodID getStringFromJava=(*env)->GetMethodID(env,class,”getStringForJava”,”()V”);

如果是靜態函式需要使用GetStaticMethodID獲取靜態函式。
通過FindeClass可以找到JNI需要呼叫的類，GetMethodID可以找到對應的方法，這樣就可以在JNI中呼叫Java的方法了。
在GetMethodID中，第四個引數是()V,這個是方法簽名。

方法簽名

在Get*MethodID的使用中，其中的第四個引數()V就是方法簽名，因為java是支援過載的，所以需要標明函式的傳參和返回值，就是方法的簽名，用來保證方法的唯一。其中()代表不傳引數，V代表返回值為void。
方法簽名對於Java的引數都有一一對應的值。
方法簽名中用大寫的字母對應了java的基本資料型別:

Z -> boolean
B -> byte
C -> char
S -> short
I -> int
J -> long
F -> float
D -> double

其實就是有兩個比較特殊的：boolean對應的是Z,long對應的J，其他的可以就是首個字母的大寫。

陣列的表示方法，以[為標誌，一個[標識一維陣列，[[表示二維陣列

byte[] -> [B
int[][] -> [[I

引用型別的表示方法，需要以L開頭，以;結束，中間對應型別的路徑比如:

String -> Ljava/lang/String;
Object -> Ljava/lang/Object;

自定義的類的表示方法，比如包名為jjz.example，類名為JniHandle:

jjz.example.JniHandle ->Ljjz/example/JniHandle;

除了手動輸入類名和方法簽名以外，JDK還提供了直接生成方法簽名的工具javap。
到../app/build/intermediates/classes/debug下可以找到build之後生成的.class檔案，執行命令:

javap -s com/jjz/JniHandle

就可以得到類的所有的方法簽名:

Compiled from "JniHandle.java"
public class com.jjz.JniHandle {
  public com.jjz.JniHandle();
    descriptor: ()V

  public static java.lang.String getStringFromStatic();
    descriptor: ()Ljava/lang/String;

  public java.lang.String getStringForJava();
    descriptor: ()Ljava/lang/String;
}

Compiled from "JniHandle.java"

public class com.jjz.JniHandle {

public com.jjz.JniHandle();

descriptor: ()V

public static java.lang.String getStringFromStatic();

descriptor: ()Ljava/lang/String;

public java.lang.String getStringForJava();

descriptor: ()Ljava/lang/String;

}

靜態函式的呼叫

呼叫類的靜態方法，首先要得到類的引用，再呼叫類的靜態方法。
首先定義一個類和他的靜態方法提供給JNI呼叫:

public class JniHandle {

    public static String getStringFromStatic() {
        return "string from static method in java";
    }
}

public class JniHandle {

public static String getStringFromStatic() {

return "string from static method in java";

}

在JNI中呼叫Java的靜態方法:

JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_jjz_NativeUtil_callJavaStaticMethodFromJni(JNIEnv *env, jclass type) {

    jclass jniHandle = (*env)->FindClass(env, "com/jjz/JniHandle");
    if (NULL == jniHandle) {
        LOGW("can't find JniHandle");
        return;
    }
    jmethodID getStringFromStatic = (*env)->GetStaticMethodID(env, jniHandle, "getStringFromStatic",
                                                              "()Ljava/lang/String;");
    if (NULL == getStringFromStatic) {
        (*env)->DeleteLocalRef(env, jniHandle);
        LOGW("can't find method getStringFromStatic from JniHandle ");
        return;
    }
    jstring result = (*env)->CallStaticObjectMethod(env, jniHandle, getStringFromStatic);
    const char *resultChar = (*env)->GetStringUTFChars(env, result, NULL);
    (*env)->DeleteLocalRef(env, jniHandle);
    (*env)->DeleteLocalRef(env, result);
    LOGW(resultChar);

}

JNIEXPORT void JNICALL

Java_com_jjz_NativeUtil_callJavaStaticMethodFromJni(JNIEnv *env, jclass type) {

jclass jniHandle = (*env)->FindClass(env, "com/jjz/JniHandle");

if (NULL == jniHandle) {

LOGW("can't find JniHandle");

return;

}

jmethodID getStringFromStatic = (*env)->GetStaticMethodID(env, jniHandle, "getStringFromStatic",

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

if (NULL == getStringFromStatic) {

(*env)->DeleteLocalRef(env, jniHandle);

LOGW("can't find method getStringFromStatic from JniHandle ");

return;

}

jstring result = (*env)->CallStaticObjectMethod(env, jniHandle, getStringFromStatic);

const char *resultChar = (*env)->GetStringUTFChars(env, result, NULL);

(*env)->DeleteLocalRef(env, jniHandle);

(*env)->DeleteLocalRef(env, result);

LOGW(resultChar);

}

這裡需要定義了一個native方法com.jjz.NativeUtil.callJavaStaticMethodFromJni,呼叫該方法可以在logcat中看到結果。

非靜態函式的呼叫

呼叫非靜態函式要複雜一些：

通過findClass找到類
通過GetMethodID得到建構函式
通過呼叫建構函式得到一個類的例項
通過GetMethodID得到需要呼叫的方法
使用類的例項呼叫方法

首先定義類的方法：

public class JniHandle {
    public String getStringForJava() {
        return "string from method in java";
    }
}

public class JniHandle {

public String getStringForJava() {

return "string from method in java";

}

再定義一個native方法，com.jjz.NativeUtil.callJavaMethodFromJni,在jni中實現該方法:

JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_jjz_NativeUtil_callJavaMethodFromJni(JNIEnv *env, jclass type) {

    jclass jniHandle = (*env)->FindClass(env, "com/jjz/JniHandle");
    if (NULL == jniHandle) {
        LOGW("can't find jniHandle");
        return;
    }
    jmethodID constructor = (*env)->GetMethodID(env, jniHandle, "", "()V");
    if (NULL == constructor) {
        LOGW("can't constructor JniHandle");
        return;
    }
    jobject jniHandleObject = (*env)->NewObject(env, jniHandle, constructor);
    if (NULL == jniHandleObject) {
        LOGW("can't new JniHandle");
        return;
    }
    jmethodID getStringForJava = (*env)->GetMethodID(env, jniHandle, "getStringForJava",
                                                     "()Ljava/lang/String;");
    if (NULL == getStringForJava) {
        LOGW("can't find method of getStringForJava");
        (*env)->DeleteLocalRef(env, jniHandle);
        (*env)->DeleteLocalRef(env, jniHandleObject);
        return;
    }
    jstring result = (*env)->CallObjectMethod(env, jniHandleObject, getStringForJava);
    const char *resultChar = (*env)->GetStringUTFChars(env, result, NULL);
    (*env)->DeleteLocalRef(env, jniHandle);
    (*env)->DeleteLocalRef(env, jniHandleObject);
    (*env)->DeleteLocalRef(env, result);
    LOGW(resultChar);

}

JNIEXPORT void JNICALL

Java_com_jjz_NativeUtil_callJavaMethodFromJni(JNIEnv *env, jclass type) {

jclass jniHandle = (*env)->FindClass(env, "com/jjz/JniHandle");

if (NULL == jniHandle) {

LOGW("can't find jniHandle");

return;

}

jmethodID constructor = (*env)->GetMethodID(env, jniHandle, "", "()V");

if (NULL == constructor) {

LOGW("can't constructor JniHandle");

return;

}

jobject jniHandleObject = (*env)->NewObject(env, jniHandle, constructor);

if (NULL == jniHandleObject) {

LOGW("can't new JniHandle");

return;

}

jmethodID getStringForJava = (*env)->GetMethodID(env, jniHandle, "getStringForJava",

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

if (NULL == getStringForJava) {

LOGW("can't find method of getStringForJava");

(*env)->DeleteLocalRef(env, jniHandle);

(*env)->DeleteLocalRef(env, jniHandleObject);

return;

}

jstring result = (*env)->CallObjectMethod(env, jniHandleObject, getStringForJava);

const char *resultChar = (*env)->GetStringUTFChars(env, result, NULL);

(*env)->DeleteLocalRef(env, jniHandle);

(*env)->DeleteLocalRef(env, jniHandleObject);

(*env)->DeleteLocalRef(env, result);

LOGW(resultChar);

}

呼叫方法com.jjz.NativeUtil.callJavaMethodFromJni即可看到Java中的字串傳遞給了JNI輸出到了logcat上。

程式碼中的DeleteLocalRef的意思是釋放區域性引用，VM釋放區域性引用有兩種方法

本地方法執行完畢之後VM自動釋放
通過呼叫DeleteLocalRef手動釋放

既然VM會自動釋放為什麼還要手動釋放呢？
其實區域性變數會阻止它所引用的物件被GC回收，它所引用的物件無法被GC回收，自己本身也就無法被自動釋放，因此需要使用DeleteLocalRef。

原始碼地址：https://github.com/jjz/android/tree/master/experimental

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