JNI 基础 - JNIEnv 的实现原理

2024年1月15日 195次阅读 来源: 红橙Darren

一.JNI 开发的一般流程

在 windows 系统上面我们经常能看到很多类似于 xxx.dll 的文件，在做 android 开发的时候我们能看到很多 xxx.so 的文件。这些都是啥呢？其实就是用 c 和 c++ 实现生成的动态库，供 windows 和 android 系统来调用。

我们解压 QQ 和支付宝的 apk 找到它的 libs 目录下，会发现有大量的 .so 库文件，还有很多是动态下载加载的我们看不到，能看到的就已经有好几百个了。为什么要这么弄？直接就用 java 开发不行吗？其实好处有很多，比如安全，高效，跨平台等等。今天我们就来看下 JNI 开发的一般开发流程。

1.1 编写 native 方法

public class NdkTest {
    public static void main(String[] args) {
        NdkTest ndkTest = new NdkTest();
        
        System.out.println("签名密钥："+ndkTest.getSignaturePassword());
    }
    
    // 获取签名密钥
    public native String getSignaturePassword();
    
    static{
        // 加载某个路径下的动态库
        System.load("C:/Users/hcDarren/Desktop/android/NDK/NDK_Day12/x64/Debug/NDK_Day12.dll");
    }
}

1.2 生成 xxx.h 头文件

javah -d ../jni -jni com.darren.ndk12.NdkTest

1.3 VS 编写实现方法生成 dll 动态库

// 引入头文件
#include "com_darren_ndk12_NdkTest.h"

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_darren_ndk12_NdkTest_getSignaturePassword
(JNIEnv *env, jobject jobj){
    return (*env)->NewStringUTF(env,"940223");
}

二.详解 .h 头文件和实现文件

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include "jni.h" // 引入头 jni.h 文件
/* Header for class com_darren_ndk12_NdkTest */
// 打个标记，防止反复引入 copy 内容
#ifndef _Included_com_darren_ndk12_NdkTest
#define _Included_com_darren_ndk12_NdkTest
#ifdef __cplusplus 
// 如果是 c++ 则统一用 C 的编译方式
// 会指示编译器这部分代码按C语言的进行编译，而不是C++的。
// C语言并不支持函数重载，因此编译C语言代码的函数时不会带上函数的参数类型，一般只包括函数名。
extern "C" { 
#endif
/*
 * Class:     com_darren_ndk12_NdkTest
 * Method:    getSignaturePassword
 * Signature: ()Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_darren_ndk12_NdkTest_getSignaturePassword
  (JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

// 引入头文件
#include "com_darren_ndk12_NdkTest.h"
// JNIEXPORT：在Jni编程中所有本地语言实现Jni接口的一个标志
// jstring：对应 java 中的数据类型 String
// JNICALL：也是一个标记可以去掉，编译运行也不会有问题
// JNIEnv：c 与 java 相互调用的桥梁，它提供了很多函数方法
// jobj：java 传递下来的对象，即上面的 NdkTest
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_darren_ndk12_NdkTest_getSignaturePassword
(JNIEnv *env, jobject jobj){
        //  通过 JNIEnv 把 c 字符串转为 jstring
    return (*env)->NewStringUTF(env,"940223");
}

三.JNIEnv 的实现原理

JNI 的基础学习我们主要搞清 JNIEnv 就可以了，只要熟悉它里面的函数方法。但是学习的时候肯定不光要搞清它的方法函数，还需要搞清它的实现原理。如果有留意我之前写的一些文章你会发现 c 和 c++ 有所不同，c++ 是这样的。

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_darren_ndk12_NdkTest_getSignaturePassword
(JNIEnv *env, jobject jobj){
    return env -> NewStringUTF("940223");
}

为什么会有这样的不同？c++ 的实现方式我们后面的文章再去详细讲解，我们先来模拟一下 c 的实现方式：

// 引入头文件
#include <stdio.h>

// 定义结构体指针别名
typedef const struct JNINativeInterface *JNIEnv;

// 定义一个结构体
struct JNINativeInterface{
    // 定义的不是函数，函数指针
    char*(*NewStringUTF)(JNIEnv*, char*);
};

// 只是做一个模拟
char* Java_com_darren_ndk12_NdkTest_getSignaturePassword(JNIEnv *env){
    return (*env)->NewStringUTF(env, "940223");
}

// NewStringUTF 方法的实现
char* NewStringUTF(JNIEnv* jniEnv, char* str){
    // 一连串的实现 char* -> jstring
    return str;
}

void main(){
    // 中间还会有很多的流程，我们能看到的就是调用 Java_com_darren_ndk12_NdkTest_getSignaturePassword
    // 模拟 JNIEnv 创建过程
    struct JNINativeInterface nativeInterface;
    nativeInterface.NewStringUTF = NewStringUTF;
    JNIEnv jniEnv = &nativeInterface;// 一级指针
    // Java_com_darren_ndk12_NdkTest_getSignaturePassword 参数需要的是 JNIEnv*
    JNIEnv* env = &jniEnv;// 虽然只有一个 * ，但是其实他是一个二级指针

    char* singnature = Java_com_darren_ndk12_NdkTest_getSignaturePassword(env);
    printf("singnature = %s", singnature);
    // 然后将 jstring 返回给 java

    getchar();
}

视频链接：https://pan.baidu.com/s/1vyxCSn0SWo3-YnoD7Rzryw
视频密码：uqmc

    原文作者：红橙Darren
    原文地址: https://www.jianshu.com/p/713a79293bf1
    本文转自网络文章，转载此文章仅为分享知识，如有侵权，请联系博主进行删除。
点赞