2012年7月18日 星期三

Android之JNI

就如我第一篇android說的,我不是很關心android如何應用這樣的機制去寫作應用程式,但是本身卻對機制的原理相當感興趣,如果想要學會如何使用NDK做JNI可以參考參考資料,步驟大概如這張圖

針對JNI在Android上大概分成三層Java/App<=>JNI Lyaer<=>Native
因為有些動作只能在Native完成,所以不得不使用C語言,但是使用者介面又是以Java構成,要使兩者可以溝通就是透過JNI的機制
首先看Java code,必須使用System.loadLibrary載入相對應的share object(.so),對於native function則使用native關鍵字標示出來
 在java內已經宣告了java這邊的介面,用native表明到時候要透過JNI去呼叫Native程式,這時候用javah來編譯出C++ header file,使用JDK工具以特定格式去產生Native function的介面,這樣JNI才會認得兩邊的接口/介面,JNI這位中間人,就是依賴這樣的規則才能為兩邊牽線,下面是javah產生出來的.h檔案
跟著就是自行產生.cpp檔案,實作.h的介面

當呼叫System.loadLibrary的時候JNI會呼叫JNI_OnLoad函數,並且剖析share object(JNIEXPORT關鍵字做的手腳,export某些symbol),並且動態的將這些method註冊到JNI中,java code呼叫某個native method的時候其實是去尋找JNI中註冊表的method,來做呼叫

由於兩種程式語言的基本type並不相同,在兩者之間傳遞資料變成一件很重要的事情,所以如何對應呢?
<type>=>j<type>,如boolean(java)=>jboolean(c++),支援的type有boolean、byte、char、short、int、long、float、double

那麼如何在Native裡面呼叫java的某個物件的某個方法呢?其實如果熟悉Java Reflection這問題會容易解的多。
JNIEnv包含了JNI_OnLoad的時候做的資訊以及JVM的資訊,透過JNIEnv可以找到對應的class,再透過對應的class找出method與field,建構適當的signature就可執行某個object的method,跟Reflection的工作是大同小異的。


另外有個地方要注意的是,預設的狀況在Native並不會增加reference count,也就是說如果再Native functionm用static variable參考到某個object,並不表示下次來,這個object還會存在。可以使用env->NewGlobalRef(some_java_object)來取得global reference,但是要注意,這個global reference會使得garbage collect無法回收該物件,需要使用env->DeleteGlobalRef(some_java_object)來歸還


Native的exception是由JNI回報的,但是C++的異常蠻明顯不大相容於java,且處理很容易讓程式當掉,這時候JNIEnv可能用ExceptionOccured、ExceptionClear、ThrowNew報告異常

參考文件:
http://cheng-min-i-taiwan.blogspot.tw/2011/05/java-native-interface-jni-androidndk.html
http://blog.csdn.net/nicholas6lee/article/details/7324087
http://gyht0808.iteye.com/blog/763435
http://my.unix-center.net/~Simon_fu/?p=833

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