Android环境下的JNI调用

此文章写于2015.02.03，发布于网易博客，于2020.03.25迁移至此。

前言：经多多次尝试与查阅资料，得出结论：Android环境下的JNI调用不能像Java环境下一样加载Windows下的dll文件，需要加载的是Linux下的so文件。

参考文章：http://www.cnblogs.com/bastard/archive/2012/05/19/2508913.html

以下过程说明了Android是如何通过Jni来实现Java对C/C++函数调用的：

首先，编写Android应用程序：

package com.example.helloworld;

import android.os.Bundle;
import android.app.Activity;
import android.view.Menu;

public class MainActivity extends Activity {

	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_main);
		
		System.out.println("------>>" + printJNI("I am HelloWorld Activity"));
	}

	static
	{
		//加载库文件
		System.loadLibrary("HelloWorldJni");
	}
	//声明原生函数 参数为String类型 返回类型为String
	private native String printJNI(String inputStr);
	
	@Override
	public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
		// Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.
		getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu);
		return true;
	}

}

eclipse会自动为我们编译此Java文件，后面要用到。

然后，生成共享库的头文件：

进入到Android 项目目录中：D:\workspace\HelloWorld\bin\classes\com\example\helloworld，可以看到里面有很多后缀为.class的文件，就是eclipse为我们自动编译好了的java文件，找到MainActivity.class文件。退回到classes级目录：D:\workspace\HelloWorld\bin\classes\

执行如下命令：javah com.example.helloworld.MainActivity，生成文件:com_example_helloworld_MainActivity.h

打开如下：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_example_helloworld_MainActivity */

#ifndef _Included_com_example_helloworld_MainActivity
#define _Included_com_example_helloworld_MainActivity
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_example_helloworld_MainActivity
 * Method:    printJNI
 * Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_helloworld_MainActivity_printJNI
  (JNIEnv *, jobject, jstring); #ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

可以看到自动生成对应的函数：Java_com_example_helloworld_MainActivity_printJNI。

java虚拟机就可以在调用printJNI接口的时候自动找到这个C实现的Native函数。（函数名太长可以在.c文件中通过函数名映射表来实现简化）

下一步，实现JNI原生函数源文件：

新建com_example_helloworld_MainActivity.c文件：

#include <jni.h>
#include<android/log.h>

#define LOG    "ffmpegDemo-jni" // 这个是自定义的LOG的标识  
#define LOGD(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG,LOG,__VA_ARGS__) // 定义LOGD类型  
#define LOGI(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,LOG,__VA_ARGS__) // 定义LOGI类型  
#define LOGW(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_WARN,LOG,__VA_ARGS__) // 定义LOGW类型  
#define LOGE(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,LOG,__VA_ARGS__) // 定义LOGE类型  
#define LOGF(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_FATAL,LOG,__VA_ARGS__) // 定义LOGF类型  

/* Native interface, it will be call in java code */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_helloworld_MainActivity_printJNI(JNIEnv *env, jobject obj,jstring inputStr)
{
	LOGD("LXK Hello World From libhelloworld.so!");
	// 从instring字符串取得指向字符串UTF编码的指针
	const char *str = (const char *)(*env)->GetStringUTFChars( env,inputStr, JNI_FALSE );
	LOGD("LXK--->%s",(const char *)str);
	// 通知虚拟机本地代码不再需要通过str访问Java字符串。
	(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, inputStr, (const char *)str );
	return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello World! I am Native interface");
}

/* This function will be call when the library first be load.
* You can do some init in the libray. return which version jni it support.
*/
jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
{
	void *venv;
	LOGD("LXK----->JNI_OnLoad!");
	if ((*vm)->GetEnv(vm, (void**)&venv, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
		LOGE("LXK--->ERROR: GetEnv failed");
		return -1;
	}
	return JNI_VERSION_1_4;
}

　　JNI_OnLoad函数是JNI规范定义的，当共享库第一次被加载的时候会被回调，这个函数里面可以进行一些初始化工作，比如注册函数映射表，缓存一些变量等，最后返回当前环境所支持的JNI环境。本例只是简单的返回当前JNI环境。

下一步，编译生成so库(假设你已经搭建好了Android NDK开发环境)：

在当前项目目录下建立jni文件夹：HelloWorld/jni/，并将com_example_helloworld_MainActivity.c和 com_example_helloworld_MainActivity.h 文件都拷贝进去，然后在此目录建立Android.mk 文件，编写用于编译so库的Android.mk文件：

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)
# 一个完整模块编译
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_SRC_FILES:=com_example_helloworld_MainActivity.c
LOCAL_C_INCLUDES := $(JNI_H_INCLUDE)
LOCAL_MODULE := libHelloWorldJni
LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libutils
LOCAL_LDLIBS := -llog
LOCAL_PRELINK_MODULE := false
LOCAL_MODULE_TAGS :=optional
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

系统变量解析：

LOCAL_PATH - 编译时的目录
$(call 目录，目录….) 目录引入操作符，如该目录下有个文件夹名称 src，则可以这样写 $(call src)，那么就会得到 src 目录的完整路径

include $(CLEAR_VARS) -清除之前的一些系统变量
LOCAL_MODULE －编译生成的目标对象
LOCAL_SRC_FILES －编译的源文件
LOCAL_C_INCLUDES －需要包含的头文件目录
LOCAL_SHARED_LIBRARIES －链接时需要的外部库
LOCAL_PRELINK_MODULE －是否需要prelink处理
include$（BUILD_SHARED_LIBRARY）－指明要编译成动态库

打开cygwin命令行，进入到刚才建立的jni目录里，输入命令：$NDK/ndk-build 即可，此时在你项目的HelloWorld/libs/armeabi目录下即可生成需要的.so文件。

最后，验证执行：

将编译好的apk安装到手机上

　　使用adb push到手机上的需要自己去导入库文件libHelloWorldJni.so到data/data/com.example.helloworld/lib/目录下

　　使用adb install方式安装到手机上的则会自动导入。

另外需要注意的一点是，在.c文件中用printf进行的打印是无法在logcat中看到的，因为NDK根本就不支持。要想在.c文件中加打印进行调试，可以调用NDK 下的log.h 来打印Log 日志，具体方法如下：

1. 在你的Android.mk文件中加入:LOCAL_LDLIBS := -llog

2. 导入log头文件：在你使用的 .c/ .cpp 文件中，导入 log.h 头文件： #include<android/log.h>

3. 定义LOG 函数：先定义一个全局变量，再定义一些输出的LOG函数：

#define LOG "HelloWorldDemo-jni" // 这个是自定义的LOG的标识
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG,LOG,__VA_ARGS__) // 定义LOGD类型
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,LOG,__VA_ARGS__) // 定义LOGI类型
#define LOGW(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_WARN,LOG,__VA_ARGS__) // 定义LOGW类型
#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,LOG,__VA_ARGS__) // 定义LOGE类型
#define LOGF(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_FATAL,LOG,__VA_ARGS__) // 定义LOGF类型

上述代码中定义的函数，分别对应于Android 的Java代码中的 Log.d(), Log.i(), Log.w(),Log.e(), Log.f()等方法；其中：

ANDROID_LOG_DEBUG：是打印日志的级别；
LOG：是要过滤的标签，可以在LogCat视图中进行过滤。
__VA_ARGS__：是实际的打印内容。

4. 使用上述方法：在.c 代码中直接按照以下方式书写:

LOGD("这是Debug的信息"); LOGE("程序错误！！！");

除此之外，更可以给在打印时带上一些变量：

int width=10; int height=20; LOGI("长和宽分别为 %d ,%d“,width,height);

这种方式非常灵活，类似于 C语言中的 printf()函数。

注：在你编译.so文件的过程中，如果你的.c或.c++文件出现类似下面的错误，则原因是由于你从网页上复制下来粘贴而引起的空格与linux下的space键不同的问题，所以最好自己手动输入，这样可以避免格式上的错误。

lxkscm

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