JNI 使用

JNI（Java Native Interface）是Java语言提供的一种机制，用于在Java应用程序中调用本地代码（Native Code）或者让本地代码调用Java代码。它为Java和其他编程语言（如C、C++）之间的交互提供了一种标准的接口。

使用JNI，可以通过以下步骤实现Java和本地代码之间的交互：

• 定义Native方法：在Java类中声明一个native修饰符的方法，表示该方法是一个本地方法，实现将在本地代码中定义。
• 生成包含本地方法的头文件：使用Javac命令编译包含Native方法的Java源文件，然后使用javah命令生成头文件（.h文件），该头文件将包含本地方法的声明。
• 实现本地代码：在C或C++源文件中编写与Java中声明的Native方法对应的函数，可以使用JNI提供的API来访问Java对象、调用Java方法等。
• 编译本地代码：编译包含本地代码的源文件，并生成共享库（动态链接库或静态库）。
• 在Java中加载本地库：使用System.loadLibrary()方法或System.load()方法在Java中加载本地库。这将使得本地代码可在Java环境中被访问和调用。
• 调用本地方法：在Java中通过调用Native方法来调用本地代码。本地代码将执行与该方法对应的本地实现，并返回结果给Java。

JNI提供了一系列的API来支持Java和本地代码之间的交互，包括访问Java对象、调用Java方法、异常处理等。它还提供了一些功能，如线程绑定、字符串转换、数组访问等。

使用JNI可以充分利用Java的跨平台性和易用性，并在需要使用本地代码的场景下提供灵活性和性能优势。

数据类型

在JNI中，有一系列的数据类型用于表示Java和本地代码之间的数据交互。这些数据类型对应了Java的数据类型，并提供了在Java和本地代码之间进行数据转换的功能。

以下是一些常用的JNI数据类型：

基本数据类型：

jboolean	对应Java的boolean类型。
jbyte	对应Java的byte类型。
jchar	对应Java的char类型。
jshort	对应Java的short类型。
jint	对应Java的int类型。
jlong	对应Java的long类型。
jfloat	对应Java的float类型。
jdouble	对应Java的double类型。

引用类型：

jobject	对应Java的任意对象类型。
jclass	对应Java的Class类型。
jstring	对应Java的String类型。
jarray	对应Java的数组类型。
jthrowable	对应Java的Throwable类型。

其他类型：

jbooleanArray	对应Java的boolean[]类型。
jbyteArray	对应Java的byte[]类型。
jcharArray	对应Java的char[]类型。
jshortArray	对应Java的short[]类型。
jintArray	对应Java的int[]类型。
jlongArray	对应Java的long[]类型。
jfloatArray	对应Java的float[]类型。
jdoubleArray	对应Java的double[]类型。

在JNI中，还有一些用于表示方法签名、字段描述符等的数据类型，如jmethodID、jfieldID等。

这些JNI数据类型可以在Java和本地代码之间进行数据转换，使得我们可以在Java代码和本地代码之间传递参数、返回结果，以及访问对象的属性和方法。

基本方法

在JNI中，有几种方法用于在Java和本地代码之间进行调用和交互。以下是一些常用的JNI方法：

JNIEnv结构体中的方法：

GetMethodID：	通过方法名和方法签名获取Java类中的方法ID。
Call<Type>Method：	调用Java对象的实例方法，并返回相应类型的结果。
CallStatic<Type>Method：	调用Java类的静态方法，并返回相应类型的结果。
NewObject：	创建Java类的新对象，并调用其构造函数初始化。
Get<Type>Field：	获取Java对象字段的值。
Set<Type>Field：	设置Java对象字段的值。

JNIEnv结构体中的数组方法：

New<Type>Array：	创建Java数组对象。
Get<Type>ArrayElements：	获取Java数组的元素。
Release<Type>ArrayElements：	释放Java数组的元素。
GetArrayLength：	获取Java数组的长度。

字符串相关方法：

NewStringUTF：	从C字符串创建Java字符串对象。
GetStringUTFChars：	将Java字符串转换为C字符串。
ReleaseStringUTFChars：	释放通过GetStringUTFChars获取的C字符串。

异常处理方法：

ExceptionCheck：	检查是否有异常发生。
ExceptionOccurred：	获取当前抛出的异常对象。
ExceptionDescribe：	打印异常堆栈信息。
ExceptionClear：	清除当前的异常状态。

上述方法只是JNI提供的一部分方法，用于实现Java和本地代码之间的交互。通过这些方法，可以在Java中调用本地代码的函数，也可以在本地代码中调用Java对象的方法。

需要注意的是，在使用JNI调用Java方法时，需要根据方法的签名（包括方法名、入参类型和返回值类型）正确地进行匹配。另外，还需要注意内存管理和异常处理，以确保程序的正确性和稳定性。

签名

在JNI中，方法签名用来表示Java方法的参数类型和返回值类型。JNI使用一种特定的格式来表示方法签名，以便在Java和本地代码之间进行正确的类型匹配。

方法签名的基本格式如下：

(参数类型1, 参数类型2, ...)返回值类型

其中，参数类型和返回值类型使用特定的字母缩写表示。以下是常见的类型缩写：

Z	boolean类型
B	byte类型
C	char类型
S	short类型
I	int类型
J	long类型
F	float类型
D	double类型
V	void类型
L<类名>;	引用类型，例如Ljava/lang/String;表示String类型

对于数组类型，可以使用[来表示数组，例如[I表示int[]类型。

以下是几个示例方法签名的示例：

1. public int add(int a, int b) 的签名为 (II)I
2. public void printMessage(String message) 的签名为 (Ljava/lang/String;)V
3. public static native double calculateAverage(int[] numbers) 的签名为 ([I)D

可以使用工具或者手动将Java方法的参数类型和返回值类型转换为对应的JNI签名。

在JNI中，使用方法签名来获取方法ID、调用方法等操作，以确保Java和本地代码之间的正确交互。

JNIEnv

JNIEnv（Java Native Interface Environment）是Java Native Interface（JNI）提供的一个关键结构体，用于在Java代码和本地代码之间进行交互和通信。JNIEnv提供了一组函数指针，用于调用Java对象的方法、访问字段、操作数组等。

JNIEnv结构体定义如下：

typedef const struct JNINativeInterface *JNIEnv;

JNIEnv结构体中包含了一系列函数指针，这些函数指针定义在JNINativeInterface结构体中，可以通过JNIEnv结构体进行调用。具体的函数指针包括以下一些常见的函数：

GetMethodID	通过方法名和方法签名获取Java类中方法的ID。
Call<Type>Method	调用Java对象的实例方法，并返回相应类型的结果。
CallStatic<Type>Method	调用Java类的静态方法，并返回相应类型的结果。
NewObject	创建Java类的新对象，并调用其构造函数初始化。
Get<Type>Field	获取Java对象字段的值。
Set<Type>Field	设置Java对象字段的值。
New<Type>Array	创建Java数组对象。
Get<Type>ArrayElements	获取Java数组的元素。
Release<Type>ArrayElements	释放Java数组的元素。

除了上述函数指针，JNIEnv结构体还包含了其他一些函数指针，用于异常处理、类和对象操作等。

在JNI中，JNIEnv结构体是在本地代码中使用的重要接口，它提供了许多函数指针，用于与Java代码进行交互和通信。通过JNIEnv，本地代码可以调用Java对象的方法、访问字段、创建对象等操作。

举个例子

JNI实现

#include <jni.h>
#include <string>

#include <utils/Log.h>

#define LOG_TAG "CSKMicArrayControl-JNI"
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGV(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_VERBOSE, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGW(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_WARN, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, LOG_TAG, __VA_ARGS__)

extern "C" {

#include "swcskaudio.h"

JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_example_media_CSKMicArrayControl_native_1AudioRecord_1setup(
    JNIEnv *env,
    jobject thiz,
    jint audioFormat,
    jint channels,
    jint rate) {
    // TODO: implement native_AudioRecord_setup()
    jint result;
    result = sw_csk_audio_open(channels, rate, audioFormat);
    if (result < 0) {
        LOGE("sw_csk_audio_open filed!");
        return -1;
    }

    return result;
}

struct audiorecord_callback_cookie {
    JNIEnv *env;
    jclass clazz = nullptr;
    jmethodID methodID;
    bool busy;
};

static audiorecord_callback_cookie callbackInfo;

// typedef void (*send_record_data)(char *, unsigned int);
static void sendRecordDataCallback(char *recordData, int length) {

    // Creating Arrays in Java Objects
    jbyteArray array = callbackInfo.env->NewByteArray(length);
    jbyte* buf = callbackInfo.env->GetByteArrayElements(array, NULL);

    // copy ByteArray data to Java Objects
    callbackInfo.env->SetByteArrayRegion(array, 0, length,
                                         reinterpret_cast<jbyte *>(recordData));

    callbackInfo.env->CallStaticVoidMethod(callbackInfo.clazz,
                                           callbackInfo.methodID, array, length);

    callbackInfo.env->ReleaseByteArrayElements(array, buf, JNI_ABORT);
    callbackInfo.env->DeleteLocalRef(array);
}

JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_example_media_CSKMicArrayControl_native_1AudioRecord_1start(
    JNIEnv *env,
    jobject thiz,
    jint mode) {
    // TODO: implement native_AudioRecord_start()
    if (1 == mode) {
        callbackInfo.env = env;
        callbackInfo.clazz = env->GetObjectClass(thiz);
        callbackInfo.methodID = env->GetStaticMethodID(callbackInfo.clazz,
                                "receiveRecordData",
                                "([BI)V");

        callbackInfo.busy = false;

        sw_start_audio_record_th(sendRecordDataCallback);
    }
    return 0;
}

JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_example_media_CSKMicArrayControl_native_1AudioRecord_1stop(
    JNIEnv *env,
    jobject thiz) {
    // TODO: implement native_AudioRecord_stop()
    return 0;
}

JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_example_media_CSKMicArrayControl_native_1AudioRecord_1release(
    JNIEnv *env,
    jobject thiz) {
    // TODO: implement native_AudioRecord_release()
    sw_csk_audio_close();
    return 0;
}

}

Java 调用

package com.example.media;

import android.util.Log;

public class CSKMicArrayControl {

	private static final String TAG = "CSKMicArrayControl";	

	static {
        System.loadLibrary("CSKMicArrayControl");
    }

	public native static String native_getMicroModel();

	public native static String native_getMicroVersion();

	public native int native_getMicroStatus();

	public native int native_getPattern();

	public native int native_AudioRecord_setup(int audioFormat, int channels, int rate);

	public native int native_AudioRecord_start(int mode);

	public native int native_AudioRecord_stop();

	public native int native_AudioRecord_release();

	public native int native_AudioRecord_readInArray(byte[] audioData, int sizeInBytes, int readMode);

	public static void onWakeUp(String mWakeUpMsg) {
		
		Log.i(TAG, "DCXLOG ==> onWakeUp");	
	}

	public static void onEventMessage(String mEventMsg) {

	    Log.i(TAG, "DCXLOG ==> onEventMessage");
	}

	public static void receiveRecordData(byte[] audioData, int sizeInBytes) {

	    Log.i(TAG, "DCXLOG ==> receiveRecordData" + audioData.toString() + "len:" + sizeInBytes);		
	}
}

以上例子种实现了一个将音频数据往应用层上抛的逻辑，通过回调方式；