JNI基础

JNI基础

1. 将java中的字符串转换成C中字符串的工具方法

   char*   Jstring2CStr(JNIEnv*   env,   jstring   jstr){
        char*   rtn   =   NULL;
        jclass   clsstring   =   (*env)->FindClass(env,"java/lang/String");
        jstring   strencode   =   (*env)->NewStringUTF(env,"GB2312");
        jmethodID   mid   =   (*env)->GetMethodID(env,clsstring,   "getBytes",   "(Ljava/lang/String;)[B");
        jbyteArray   barr=   (jbyteArray)(*env)->CallObjectMethod(env,jstr,mid,strencode); // String .getByte("GB2312");
        jsize   alen   =   (*env)->GetArrayLength(env,barr);
        jbyte*   ba   =   (*env)->GetByteArrayElements(env,barr,JNI_FALSE);
        if(alen   >   0)
        {
         rtn   =   (char*)malloc(alen+1);         //"\0"
         memcpy(rtn,ba,alen);
         rtn[alen]=0;
        }
        (*env)->ReleaseByteArrayElements(env,barr,ba,0);  //
        return rtn;
   }

2. 程序被运行要经历两个步骤(1.编译 2.链接)
   编译就是将源文件编译成二进制代码，而链接则是将二进制代码转换成可执行的文件如.exe等头文件.(函数的声明,函数的清单文件)作用: 给编译器看的.
   库函数: 头文件里面函数的实现.
   作用:给连接器看的.

3. jni开发的常见错误:
   错误1: 忘记编写android.mk文件 unknown file: ./jni/Android.mk
   Android NDK: Your APP_BUILD_SCRIPT points to an unknown file: ./jni/Android.mk
   /cygdrive/c/android-ndk-r7b/build/core/add-application.mk:133: Android NDK: Aborting… 。 停止。

   错误2: ndk-build 没有任何反应.
   忘记配置android.mk脚本

   错误3: $ ndk-build jni/Android.mk:4: 遗漏分隔符 。 停止。
   中文的回车或者换行

   错误4:java.lang.UnsatisfiedLinkError: hello
   忘记加载了c代码的.so库 或者 函数的签名不正确,没有找到与之对应的c代码

   错误5:07-30 java.lang.UnsatisfiedLinkError: Library Hel1o not found
   没有找到对应的c代码库

   错误6: * *
   07-30 11:53:17.898: INFO/DEBUG(31): Build fingerprint:
   ‘generic/sdk/generic/:2.2/FRF91/43546:eng/test-keys’
   c代码里面有严重的逻辑错误,产生内存的泄露.

   错误7:
   make: * [obj/local/armeabi/objs/Hello/Hello.o] Error 1
   编译的时候 程序出现了问题,c语言的语法有问题
   c语言代码编译错误的时候 先去解决第一个错误.

4. Java调用JNI的前提
   开发所使用的电脑(windows系统, x86的CPU)
   目标代码: android手机上运行的.( linux系统, arm的CPU)
   所以我们要模拟手机的系统,手机的处理器，生成手机上可以运行的二进制代码这就要用到交叉编译;
   根据运行的设备的不同，可以将cpu分为：

   • arm结构 ：主要在移动手持、嵌入式设备上。

   • x86结构 ： 主要在台式机、笔记本上使用。如Intel和AMD的CPU 。
     交叉编译: 在一种操作系统平台或者cpu平台下 编译生成 另外一个平台(cpu)可以运行的二进制代码.(使用NDK中的ndk-build命令)

   • 工具一: 交叉编译的工具链: NDK
     NDK全称：Native Development Kit 。

   • NDK是一系列工具的集合，它有很多作用。
     
     • 首先，NDK可以帮助开发者快速开发C(或C++)的动态库。
     • 其次，NDK集成了交叉编译器。使用NDK，我们可以将要求高性能的应用逻辑使用C开发，从而提高应用程序的执行效率。

   NDK工具是提供给Linux系统用的(随着版本的升级也可以直接在Windows下使用，但是现在仍不完善有bug)，
   所以要在windows下使用ndk的工具,必须要提供一个工具(linux环境的模拟器)

   • 工具二: cygwin(windows下linux系统环境的模拟器, 主要是为了能够运行ndk的工具)
     安装 devel shell
     linux 特点:所有的设备 硬件 都是以文件的方式定义的.

   • 工具三: cdt(c/c++ develop tools) eclipse 的一个插件 用来让c\c++代码 语法高亮显示.
     adt(android develop tools)

   • 工具四：
     为了不用每次使用ndk-build命令都要进入到ndk的安装目录，这里要进行Path变量的配置。
     配置cygwin的环境变量: 在cygwin安装目录,etc目录,profile的文件 32行 添加ndk工具所在的目录.
     PATH="/usr/local/bin:/usr/bin:/cygdrive/d/android-ndk-r7b:${PATH}"在这个后面加上:ndk-build的路径(注意：在linux中路径的分隔符不是分号而是冒号)，
     改成这样
     PATH="/usr/local/bin:/usr/bin:${PATH}:/cygdrive/d/android-ndk-r7b"//注意这里的路径是在linux系统下的ndk路径而不是windows下的路径

JNI开发步骤：

1. 创建一个android工程
2. JAVA代码中写声明native 方法 public native String helloFromJNI();
3. 用javah工具生成头文件
4. 创建jni目录,引入头文件,根据头文件实现c代码
5. 编写Android.mk文件
6. Ndk编译生成动态库
7. Java代码load 动态库.调用native代码

JNI开发之Java中调用C代码步骤

1. 在java中定义一个要调用的C的方法(本地方法)
   //1.定义一个native的方法
   public native String helloFromC();

2. 在工程中新建一个jni文件夹(然后在这个文件夹中写c代码，在C中实现java里面定义的c方法默认的时候是自己手写c的方法名，
   但是很麻烦这里要参考七里面提供的方式，用javah编译后，然后拷贝h的头文件到jni文件夹中，在从h文件拷贝方法的名字，然后实现该方法).
   #include <stdio.h>
#include <jni.h>
   //这个方法的名字的写法固定Java_表示这个方法由Java调用,cn_itcast_ndk表示java的包名DemoActivity表示
   //java中调用这个方法的类名helloFromC表示java中调用这个方法的方法名字

   jstring Java_cn_itcast_ndk_DemoActivity_helloFromC (JNIEnv* env , jobject obj){//这两个参数是固定必不可少的
          //return (*(*env)).NewStringUTF(env,"hello from c!");//调用NewStringUTF这个方法new出来一个java中的String类型的字符串
          return (*env)->NewStringUTF(env,"hello from c!" );//这个写法和上面这个注释掉的一样，只是更简洁一点
   }

3. 在jni文件夹中编写android.mk文件，在这个文件夹中声明要编译的c文件名以后编译后生成的文件名

   LOCAL_PATH := $(call my-dir)  //将jni所在的目录返回去到LOCAL_PATH
   
   #clear_vars 一个函数 初始化编译工具链的所有的变量.
   
   
   #特点:清空所有的以LOCAL_开头的变量,但是不会清空LOCAL_PATH的变量
   
    include $(CLEAR_VARS)  
   
   #指定编译后的文件的名称 符合linux系统下makefile的语法. 
   
   LOCAL_MODULE    := Hello
   
   #指定编译的源文件的名称 ,编译器非常智能
   
   LOCAL_SRC_FILES := Hello.c
     #指定编译后的文件的类型. 默认编译成动态库 BUILD_SHARED_LIBRARY 扩展名.so .so代码体积很小  
   
   #                            静态库 BUILD_STATIC_LIBRARY 扩展名.a  .a代码体积很大
   
   include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

4. cmd进入到当前的工程的文件夹中(也可以进入到当前工程的jni目录中)，然后运行ndk-build工具就能将c文件编译成一个可执行的二进制文件. ->.so，
   注意用ndk-build编译之后一定要刷新，不然eclipse会缓存旧的不加载新的进来

5. 刷新工程，就能看到多出了两个文件夹

6. 在java中将要调用的c代码加载到java虚拟机中，通过静态代码块的方式

   public class DemoActivity extends Activity {
      //1.定义一个native的方法
      public native String helloFromC();
   
      static{
            //5.把要调用的c代码 给加载到java虚拟机里面
           System. loadLibrary("Hello");//注意写的是Hello不要加后缀
       }
   }

7. 调用c代码

   public void click(View view){
     //调用c代码
     Toast.makeText(this, helloFromC(), 1).show();
   
   }

8. 利用jdk的工具javah动态生成c方法名
   在上面的调用c中的方法的时候，在c中区实现这个方法的时候的方法名字写起来很复杂，而且容易出去，在java在jdk中提供了一个工具javah，
   我们只要在windows的dos窗口cmd到classes目录下去执行javah 包名.类名就能够由class文件动态的生成一个c的h文件，在这个h文件中有该class文件中的native方法的名字
   我们只要拷贝这个h文件到自己工程的jni目录中，然后在c文件中引入这个h文件，并拷贝这个h文件中的方法去实现就可以了

   
   #include <stdio.h>//这个<>是引入工具的h文件        
   
   
   #include "cn_itcast_ndk2_DemoActivity.h" //对于自己工程中的h文件用""来引入或者引入#include <jni.h>也可以      
   
   
   JNIEXPORT jstring JNICALL Java_cn_itcast_ndk2_DemoActivity_hello_1_1_1from_1_1_1c //拷贝h文件中生成的方法名
     (JNIEnv * env, jobject obj){ 
         return (*env)->NewStringUTF(env,"hello_from_c 2!" );
   
   }   

   然后就和上面的步骤一样了

   注意上面的这个javah的用法师在jdk1.6中用的，如果在jdk1.7中就不能这样用了
   对于jdk1.7在使用javah的工具的时候就不能够直接进入到classes目录下直接运行命令了，
   而是要将sdk中的platforms下的android版本中的android.jar这个路径加载到classPath的环境变量中(麻烦)，或者是直接进入到src目录下用javah包名.类名(简单常用)

9. 如何在c中向logcat中打印日志
   如果想像logcat打印日志就要用到谷歌在ndk中提供的一个工具log.h的头文件
   步骤：

   1. 在c文件的头上面导入文件，加入下面的这四行代码
      c
#include <android/log.h> //导入log.h
#define LOG_TAG "clog" //指定打印到logcat的Tag
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__) //对后面的这个打印日志的方法起一个别名是LOGD
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)


   2. 在android.mk中加载文件

      LOCAL_PATH := $(call my-dir)
      include $(CLEAR_VARS)
      
      LOCAL_MODULE    := Hello
      LOCAL_SRC_FILES := Hello.c
      LOCAL_LDLIBS += -llog   //新增加这一句，作用是 #把c语言调用的log函数对应的函数库加入到编译的运行时里面 #liblog.so，如果还要加载其他的就在后面继续 -lXXX
      include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

   3. 在c的代码中直接使用LOGD或者LOGI就能向logcat中输入打印信息

      JNIEXPORT jint JNICALL Java_cn_itcast_ndk3_DataProvider_add
      (JNIEnv * env, jobject obj, jint x, jint y){
          LOGI( "x=%d",x);
          LOGD( "y=%d",y);
          int result = x+y;
          LOGD( "result=%d",result);
          return result;
      }

10. 如何将java的数据传递给c语言
    就是java在方法中传值，然后c通过参数得到数据处理后返回和上面的一样

11. 将c中的字符串数组转成java中的string用到jni.h中的一个方法
    jstring (*NewStringUTF)(JNIEnv*, const char*);

12. C中调用java
    c语言回调java的场景.

    1. 如果有一个操作已经有方便的java实现,才用c调用java可以避免重复发明一个轮子.
    2. 想在c代码里面通知界面更新ui.

    C调用java的 思想类似于java中的反射，我们在c中就是通过反射的c实现来找到java中的这个方法，
    在getMethodID的第二个参数是一个方法的签名，这里我们可以通过jdk提供的一个工具javap，来到classes目录下，
    然后用 javap -s 类名.方法名 来得到一个方法的签名，这样就能列出来所有方法的签名

    /**
     * env JNIEnv* java虚拟机环境的指针.
     *
     *jobject obj ,哪个对象调用的这个native的方法 , obj就代表的是哪个对象
     */
    JNIEXPORT void JNICALL Java_cn_itcast_ndk4_DataProvider_callmethod1
      (JNIEnv * env, jobject obj){
           //思考 java中的反射
           //1.找到某一个类的字节码
           //   jclass      (*FindClass)(JNIEnv*, const char*);
          jclass jclazz = (*env)->FindClass(env,"cn/itcast/ndk4/DataProvider" );
           if(jclazz==0){
                LOGI( "LOAD CLAZZ ERROR");
          } else{
                LOGI( "LOAD CLAZZ success" );
          }
           //2.找到类的字节码里面的方法.
           // jmethodID   (*GetMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*);
    
          jmethodID  methodid = (*env)->GetMethodID(env,jclazz,"helloFromJava", "()V"); //最后一个参数是方法的签名
           if(methodid==0){
                LOGI( "LOAD methodid ERROR" );
          } else{
                LOGI( "LOAD methodid success" );
          }
    
           //3.调用方法
           //void        (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
          (*env)->CallVoidMethod(env,obj,methodid);
    }

13. 小知识

    1. Android的API提供了SystemClock类，这个类中有一个方法
       public static void sleep(long ms)，这个方法内部对Thread.sleep进行了封装对异常进行了try catch，平时用Thread.sleep还要自己进行捕捉，
       所以可以使用SystemColock.sleep()还简单

    2. Java中通过java虚拟机来调用c的代码，首先将c的库加载到虚拟机中，但是其实这个c代码并不是运行在java虚拟机中的，而是运行在虚拟机之外的一个单独的进程中

14. 自定义一个View控件(用于表示锅炉的压力大小)

    1. 写一个类继承View(View是Android中所有能显示到界面上的东西全的父类)
    2. 重写onDraw()方法，这个方法是该控件被画到桌面上的时候调用的方法。

15. C++与C代码的不同
    C++文件的后缀是cpp
    C++与C的不同就是C++提供了模板、继承、抽象等

    //将java字符串转成C++字符串的工具方法
    char*   Jstring2CStr(JNIEnv*   env,   jstring   jstr)
    {
         char*   rtn   =   NULL;
         jclass   clsstring   =   (env)->FindClass("java/lang/String");
         jstring   strencode   =   (env)->NewStringUTF("GB2312");
         jmethodID   mid   =   (env)->GetMethodID(clsstring,   "getBytes",   "(Ljava/lang/String;)[B");
         jbyteArray   barr=   (jbyteArray)(env)->CallObjectMethod(jstr,mid,strencode); // String .getByte("GB2312");
         jsize   alen   =   (env)->GetArrayLength(barr);
         jbyte*   ba   =   (env)->GetByteArrayElements(barr,JNI_FALSE);
         if(alen   >   0)
         {
          rtn   =   (char*)malloc(alen+1);         //"\0"
          memcpy(rtn,ba,alen);
          rtn[alen]=0;
         }
         (env)->ReleaseByteArrayElements(barr,ba,0);  //
         return rtn;
    }
    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_cn_itcast_cpp_DemoActivity_HelloFromC
      (JNIEnv * env, jobject obj){
        //C代码
        //return (*env)->NewStringUTF(env,"haha from c"); 在C中env代表的是C中结构体的指针的指针
        //c++代码
        return env->NewStringUTF("haha from cpp");//在C++中env代表的是C++中结构体的指针
    }

16. 对于JNI中的中文乱码问题
    老版本的ndk r7之前 r6 r5 r5 crystal r4(编译的时候 语言集 是iso-8859-1)
    在使用老版本ndk 编译出来的so文件的时候 要手动的进行转码.先用iso8859-1解码，再用utf-8编码，在r7(包括)之后的我们只要将C文件的格式改为UTF-8就可以了

17. 文件的格式及格式转换
    格式转换的原理：

    1. 读取一段数据到内存
    2. 分析这一段数据
    3. 修改里面的内容
    4. 写到文件里面

    文件的格式：
    文件的存储方式是二进制0101这样
    那么怎么设别文件的类型呢？

    1. 根据扩展名
    2. 根据文件的头信息(头信息才是一个文件的真正的格式)，有些文件我们修改了扩展名也可以打开，
       这是因为打开文件的程序区扫描了文件的头信息，并用头信息中的类型来打开了这个文件

18. C中读取数据

    
    #include<stdio.h>
    
    main(){
    //用  法: FILE *fopen(char *filename, char *type); //第二个参数是打开的方式 rt就是读文件， rb就是读二进制
       FILE*    fp = fopen("1.txt","rt");
    //用  法: int fread (void *ptr, int size, int nitems, FILE *stream); 
                            //ptr要读的数据 放在哪一块内存空间里面.
                            //size 一次读的数据的长度.
                            //nitems 读多少次
                            //stream 从哪个文件里面 读
    
      char* buffer = malloc(sizeof(char)*12);
     int len=   fread(buffer,sizeof(char),12,fp);
    printf("读了%d个char\n",len);
       printf("str=%s\n",buffer);
       fclose(fp);  //关闭掉流
    
      system("pause");     
    }

19. C中写文件

    
    #include<stdio.h>
    
    main(){
    //用  法: FILE *fopen(char *filename, char *type);
       FILE*    fp = fopen("1.txt","wt");
    //用  法: int fwrite(void *ptr, int size, int nitems, FILE *stream); 
                            //ptr要向文件写的是哪一块内存里面的数据
                            //size 一次写的数据的长度.
                            //nitems 写多少次
                            //stream 写到哪个文件里面
       char* str="hello from c";
       int len = fwrite(str,sizeof(char),12,fp);
       printf("写了%d个char\n",len);
       fclose(fp);  //关闭掉流
    
       system("pause");     
    }

20. C语言文件操作模式
    “rt” 只读打开一个文本文件，只允许读数据
    “wt” 只写打开或建立一个文本文件，只允许写数据
    “at” 追加打开一个文本文件，并在文件末尾写数据
    “rb” 只读打开一个二进制文件，只允许读数据
    “wb” 只写打开或建立一个二进制文件，只允许写数据
    “ab” 追加打开一个二进制文件，并在文件末尾写数据
    “rt+” 读写打开一个文本文件，允许读和写
    “wt+” 读写打开或建立一个文本文件，允许读写
    “at+” 读写打开一个文本文件，允许读，或在文件末追加数据
    “rb+” 读写打开一个二进制文件，允许读和写
    “wb+” 读写打开或建立一个二进制文件，允许读和写
    “ab+” 读写打开一个二进制文件，允许读，或在文件末追加数据

    对于文件使用方式有以下几点说明：
    文件使用方式由r,w,a,t,b，+六个字符拼成，各字符的含义是：

    r(read): 读
    w(write): 写
    a(append): 追加
    t(text): 文本文件，可省略不写
    b(banary): 二进制文件

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