Android JNI进阶指南

2023-11-25 10:20:13

在Android开发中，Java Native Interface（JNI）扮演着桥梁的角色，使Java代码能够与本地代码（C/C++）交互。JNI的应用场景广泛，比如性能优化、跨平台开发、硬件访问等。本文将深入探讨Android JNI的进阶知识，包括JNI原理、数据类型映射、方法调用、异常处理和JNI实战，并提供一个完整的JNI Demo。

JNI 原理

JNI是一种规范，定义了Java虚拟机（JVM）与本地代码交互的机制。它通过在Java代码和本地代码之间建立一个中间层，使Java代码能够调用本地方法，而本地代码也能访问Java对象和方法。JNI的实现依赖于平台特定的JNI实现，比如Android上的Dalvik/ART虚拟机。

数据类型映射

Java和C/C++的数据类型不同，JNI定义了一套规则来映射这些数据类型。常用的数据类型映射如下：

Java 类型	C/C++ 类型
byte	jbyte
short	jshort
int	jint
long	jlong
float	jfloat
double	jdouble
boolean	jboolean
char	jchar
String	jstring
Object	jobject

方法调用

Java通过JNI调用本地方法，反之亦然。JNI方法调用的过程大致如下：

Java代码加载本地库，找到要调用的本地方法。
JNI生成一个Java方法ID，用于标识本地方法。
Java代码通过Java方法ID调用本地方法。
JNI将参数从Java类型转换为C/C++类型。
JNI调用本地方法。
JNI将返回值从C/C++类型转换为Java类型。

异常处理

JNI支持异常处理，当本地方法抛出异常时，JNI会将异常转换为Java异常并抛回Java层。常见的异常类型包括：

Java 异常	JNI 异常
NullPointerException	JNI_NULL_POINTER_EXCEPTION
OutOfMemoryError	JNI_OUT_OF_MEMORY_ERROR
ClassCastException	JNI_CLASS_CAST_EXCEPTION
ArrayIndexOutOfBoundsException	JNI_ARRAY_INDEX_OUT_OF_BOUNDS_EXCEPTION

JNI 实战

为了更好地理解JNI，我们提供了一个完整的JNI Demo。这个Demo演示了如何从Java代码调用本地方法，并在本地方法中访问Java对象和方法。

Java代码

public class JniDemo {

    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }

    public static native void nativeMethod(String str, int num);

    public static void main(String[] args) {
        nativeMethod("Hello from Java", 42);
    }
}

本地代码

#include <jni.h>

JNIEXPORT void JNICALL Java_JniDemo_nativeMethod(JNIEnv *env, jobject obj, jstring str, jint num) {
    const char *cstr = env->GetStringUTFChars(str, NULL);
    printf("%s %d\n", cstr, num);
    env->ReleaseStringUTFChars(str, cstr);
}