安卓NDK开发之so调用java代码

我们来看下谷歌ndk开发官方文档是如何说明的：

#if defined(__cplusplus)
typedef _JNIEnv JNIEnv;
typedef _JavaVM JavaVM;
#else
typedef const struct JNINativeInterface* JNIEnv;
typedef const struct JNIInvokeInterface* JavaVM;
#endif

从上面可以看到JNIEnv表示的是JNINativeInterface这个结构体的指针，从上面也可以看到JNIEnv在C和C++下的定义是不同的，这个仅仅影响到我们调用函数的方式而已，对逻辑无影响，主要来说就是在cpp文件中调用函数不需要JNIEnv参数，而.c文件中通常将该参数作为函数第一个参数：

//C++调用方式
jclass jclazz = env->FindClass("com/htq/baidu/ndk/NDKTest");
//C调用方式
jclass jclazz = (*env)->FindClass(env, "com/htq/baidu/ndk/NDKTest");

这两种方式仅仅是调用方式不同而已，对逻辑无影响，这里以C为例进行分析，那么我们来看下JNINativeInterface是如何定义的：

/*
 * Table of interface function pointers.
 */
struct JNINativeInterface {
    void*       reserved0;
    void*       reserved1;
    void*       reserved2;
    void*       reserved3;
 
    jint        (*GetVersion)(JNIEnv *);
 
    jclass      (*DefineClass)(JNIEnv*, const char*, jobject, const jbyte*,
    jsize);
    jclass      (*FindClass)(JNIEnv*, const char*);
 
    jmethodID   (*FromReflectedMethod)(JNIEnv*, jobject);
    jfieldID    (*FromReflectedField)(JNIEnv*, jobject);
/* spec doesn't show jboolean parameter */
    jobject     (*ToReflectedMethod)(JNIEnv*, jclass, jmethodID, jboolean);
 
    jclass      (*GetSuperclass)(JNIEnv*, jclass);
    jboolean    (*IsAssignableFrom)(JNIEnv*, jclass, jclass);
 
/* spec doesn't show jboolean parameter */
    jobject     (*ToReflectedField)(JNIEnv*, jclass, jfieldID, jboolean);
  
    ......
    
    };

从注释可以看到JNINativeInterface表示的是接口函数指针表（Table of interface function pointers），也就是说该结构体定义了一系列的接口函数指针，注意是接口函数->指针，说白了就是该结构体中申明了一系列的功能函数，如FindClass函数，只不过这些函数不是普通形式的函数申明，而是通过函数指针的形式申明的，如：

//定义了一个名为FindClass的指针，该指针指向格式为 jclass fun(JNIEnv*, const char*)的函数
jclass      (*FindClass)(JNIEnv*, const char*);

而这些函数指针最终指向的是DVM虚拟机中对应的JNI函数的地址，这样当我们在C/C++代码中通过JNIEnv调用函数的时候才能够被DVM虚拟机正确执行。用图示表示如下：

通过前面的分析可以知道，so调java实质上还是通过java调c来完成的，只不过此时的c代码不是简单的处理native代码，而是会在c代码中反过来调用java代码，而且这个过程和java中的反射极其类似。那么我们就在前面一节代码的基础上进行改进，此时的主界面包含三个按钮，分别对应c调java中的void函数，c调java中的返回值为int的函数，c调java中函数参数为字符串的函数。此时的MainActivity代码如下：

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener{
 
    private TextView tv;
    private Button btnVoid,btnInt,btnString;
    private NDKTest ndkTest;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        ndkTest=new NDKTest();
 
        tv= (TextView) findViewById(R.id.text);
        btnVoid= (Button) findViewById(R.id.btn_void);
        btnVoid.setOnClickListener(this);
        btnInt= (Button) findViewById(R.id.btn_int);
        btnInt.setOnClickListener(this);
        btnString= (Button) findViewById(R.id.btn_string);
        btnString.setOnClickListener(this);
 
 
    }
 
    @Override
    public void onClick(View v) {
        switch (v.getId()) {
            case R.id.btn_void:
                ndkTest.callBackMethod();
                tv.setText(ndkTest.text);
                break;
            case R.id.btn_int:
                int sum=ndkTest.callBackIntMethod(1, 2);
                tv.setText("1加2的和为："+String.valueOf(sum));
                break;
            case R.id.btn_string:
                ndkTest.callBackStringArgMethod();
                tv.setText(ndkTest.text);
                break;
        }
    }
}

代码很简单，大家应该都能够看得懂，就是三个Button用来响应调用三个不同签名格式的native函数。其中的NDKTest类就是用来定义native函数的类，代码如下：

public class NDKTest {
 
    public String text;
 
 
    static {
        System.loadLibrary("ndk");
    }
 
    //java调C函数
    public native void callBackMethod();
    public native int  callBackIntMethod(int x,int y);
    public native void callBackStringArgMethod();
 
 
    //c层回调java函数，
    public void prinString(){
        String str="this string is from java code but it called by native  code";
        this.text=str;
 
    }
 
    public  int addTwoNum(int x,int y){
        return x+y;
    }
    public  void setString(String str){
              this.text=str;
    }
 
 
}

最核心的当然是.cpp代码，在cpp代码中反过来调用java层的代码，调用的原理即是前面讲解的JNIEnv中的那些关键函数，代码如下：

#include <jni.h>
#include "com_htq_baidu_ndk_NDKTest.h"
 
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_htq_baidu_ndk_NDKTest_callBackMethod(JNIEnv * env,jobject object){
 
    //首先得到类的字节码对象
    jclass jclazz = env->FindClass("com/htq/baidu/ndk/NDKTest");
    //得到函数ID
    jmethodID methodID = env->GetMethodID(jclazz, "prinString", "()V");
 
    //调用函数，第一个参数为JNIEnv对象，第二个参数为类对象，第三个参数为函数ID，C++中调用时无需JNIEnv参数
    env->CallVoidMethod(object,methodID);
}
 
 
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_htq_baidu_ndk_NDKTest_callBackIntMethod(JNIEnv *env, jobject object, jint x, jint y){
    //首先得到类的字节码对象
    jclass jclazz = env->FindClass("com/htq/baidu/ndk/NDKTest");
    //得到函数ID
    jmethodID methodID = env->GetMethodID( jclazz, "addTwoNum", "(II)I");
    //调用函数，第一个参数为JNIEnv对象，第二个参数为类对象，第三个参数为函数ID,C++中调用时无需JNIEnv参数
    int sum=env->CallIntMethod(object,methodID,x,y);
    return sum;
 
}
 
 
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_htq_baidu_ndk_NDKTest_callBackStringArgMethod(JNIEnv *env, jobject object){
    //首先得到类的字节码对象
    jclass jclazz = env->FindClass("com/htq/baidu/ndk/NDKTest");
    //得到函数ID
    jmethodID methodID = env->GetMethodID( jclazz, "setString", "(Ljava/lang/String;)V");
    //将cpp文件中的字符串转化为java层的字符串jstring
    jstring str=env->NewStringUTF("this string is from c call java");
    //调用函数，第一个参数为JNIEnv对象，第二个参数为类对象，第三个参数为函数ID，C++中调用时无需JNIEnv参数
    env->CallVoidMethod(object,methodID,str);
}

代码注释很详细，大家应该能够看懂。然后运行程序，依次点击void，ing，参数为String三种情况对应的按钮，程序输出结果如下：

当点击void按钮时首先在MainActivity的java代码中调用了native函数callBackMethod()，然后在该函数中我们通过JNIEnv中的一系列函数反过来调用了java层的prinString函数，在该函数中将字符串”this string is from java code but it called by native code”赋值给NDKTest类的text成员变量，最终在MainActivity中通过TextView的setText函数将text显示在控件上。这样就完成了Java层和C++层相互调用的过程。