Android架構分析之JNI

Android版本：2.3.7_r1

Linux核心版本：android-goldfish-2.6.29

 

在我們開始分析Android硬體抽象層HAL之前，我們先來通過一個簡單的例子看一下JAVA是怎樣通過Java Native Interface（JNI）與C/C++代碼進行互動的。

首先我們來編寫NativeTest.java，其代碼如下：

[cpp]   1public class NativeTest { 
 2    public native static double max(double a, double b); 
 3 
 4    static { 
 5        System.loadLibrary("max"); 
 6    } 
 7 
 8    public static void main(String[] args) { 
 9        System.out.println(max(1, 2)); 
10    } 
11} 

 1public class NativeTest {
 2    public native static double max(double a, double b);
 3
 4    static {
 5        System.loadLibrary("max");
 6    }
 7
 8    public static void main(String[] args) {
 9        System.out.println(max(1, 2));
10    }
11}第2行，聲明max函數是一個native函數，後面由C語言實現。

第5行，匯入系統庫max，在Linux下，其名稱為libmax.so。

第9行，調用max函數，該函數的實現在max庫中。

接下來，我們要做的是編譯JAVA源碼，並且使用javah工具產生一個C標頭檔。

# javac NativeTest.java

# javah -jni NativeTest

以上兩個命令執行完後，目前的目錄下會產生NativeTest.class和NativeTest.h兩個檔案。

開啟NativeTest.h，其內容如下：

[cpp]   1/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */ 
 2#include <jni.h> 
 3/* Header for class NativeTest */ 
 4 
 5#ifndef _Included_NativeTest 
 6#define _Included_NativeTest 
 7#ifdef __cplusplus 
 8extern "C" { 
 9#endif 
10/*
11 * Class:     NativeTest
12 * Method:    max
13 * Signature: (DD)D
14 */ 
15JNIEXPORT jdouble JNICALL Java_NativeTest_max 
16  (JNIEnv *, jclass, jdouble, jdouble); 
17 
18#ifdef __cplusplus 
19} 
20#endif 
21#endif 

 1/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
 2#include <jni.h>
 3/* Header for class NativeTest */
 4
 5#ifndef _Included_NativeTest
 6#define _Included_NativeTest
 7#ifdef __cplusplus
 8extern "C" {
 9#endif
10/*
11 * Class:     NativeTest
12 * Method:    max
13 * Signature: (DD)D
14 */
15JNIEXPORT jdouble JNICALL Java_NativeTest_max
16  (JNIEnv *, jclass, jdouble, jdouble);
17
18#ifdef __cplusplus
19}
20#endif
21#endif第15-16行，可以看到，該標頭檔中聲明了一個函數Java_NativeTest_max，這就是需要我們在C程式中實現的函數，它對應JAVA代碼中調用的max函數。

編寫C程式max.c，實現Java_NativeTest_max函數，其代碼如下：

[cpp]  1#include "NativeTest.h" 
2JNIEXPORT jdouble JNICALL Java_NativeTest_max 
3(JNIEnv * jni_env, jclass class, jdouble a, jdouble b) 
4{ 
5    return a > b? a: b; 
6} 

1#include "NativeTest.h"
2JNIEXPORT jdouble JNICALL Java_NativeTest_max
3(JNIEnv * jni_env, jclass class, jdouble a, jdouble b)
4{
5    return a > b? a: b;
6}Java_NativeTest_max函數的作用是返回兩個參數較大的那個。

下面我們需要編譯產生動態連結程式庫libmax.so，在編譯之前，先配置環境變數：

# export C_INCLUDE_PATH=$C_INCLUDE_PATH:$JAVA_HOME/include

# export C_INCLUDE_PATH=$C_INCLUDE_PATH:$JAVA_HOME/include/linux

# export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:.

編譯動態連結程式庫：

# gcc max.c -fPIC -shared -o libmax.so

在目前的目錄下會產生動態連結程式庫檔案libmax.so，執行JAVA程式：

# java NativeTest

2.0

上面的過程就是使用JNI串連JAVA代碼與C代碼的過程。