Android NDK开发（1）----- Java与C互相调用实例详解

一、概述

对于大部分应用开发者来说可能都不怎么接触到NDK，但如果涉及到硬件操作的话就不得不使用NDK了。使用NDK还有另一个原因，就是C/C++的效率比较高，因此我们可以把一些耗时的操作放在NDK中实现。

关于java与c/c++的互相调用，网上有一大堆的文章介绍。但仔细观察可以发现，基本都是讲在java中调用一个本地方法，然后由该本地方法直接返回一个参数给java（例如，在java中定义的本地方法为private int callJNI(int i)）。但在大多数时候要求的并不是由开发者在java层主动去调JNI中的函数来返回想要的数据，而是由JNI主动去调java中的函数。举个最简单的例子，Android中的Camera，图像数据由内核一直往上传到java层，然而这些数据的传递并不需要开发者每一次主动去调用来JNI中的函数来获取，而是由JNI主动传给用java中方法，这类似于Linux驱动机制中的异步通知。

二、要求

用NDK实现Java与C/C++互调，实现int，string，byte[]这三种类型的互相传递。

三、实现

下面的实现中，每次java调用JNI中的某个函数时，最后会在该函数里回调java中相应的方法而不是直接返回一个参数。可能你会觉得这不还是每次都是由开发者来主动调用吗，其实这只是为了讲解而已，在实际应用中，回调java中的方法应该由某个事件（非java层）来触发。

新建工程MyCallback，修改main.xml文件，在里面添加3个Button，分别对应3种类型的调用和3个TextView分别显示由JNI回调java时传给java的数据。完整的main.xml文件如下：

1 xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
2 <LinearLayout xmlns:android=""
3 android:layout_width="fill_parent"
4 android:layout_height="fill_parent"
5 android:orientation="vertical" >
6
7 <Button
8 android:id="@+id/intbutton"
9 android:layout_width="fill_parent"
10 android:layout_height="wrap_content"
11 android:text="传给JNI一个整数1"
12 />
13
14 <TextView
15 android:id="@+id/inttextview"
16 android:layout_width="fill_parent"
17 android:layout_height="wrap_content"
18 android:text="接收到的整数："
19 />
20
21 <Button
22 android:id="@+id/stringbutton"
23 android:layout_width="fill_parent"
24 android:layout_height="wrap_content"
25 android:text="传给JNI一个字符A"
26 />
27
28 <TextView
29 android:id="@+id/stringtextview"
30 android:layout_width="fill_parent"
31 android:layout_height="wrap_content"
32 android:text="接收到的字符："
33 />
34
35 <Button
36 android:id="@+id/arraybutton"
37 android:layout_width="fill_parent"
38 android:layout_height="wrap_content"
39 android:text="传给JNI一个数组12345"
40 />
41
42 <TextView
43 android:id="@+id/arraytextview"
44 android:layout_width="fill_parent"
45 android:layout_height="wrap_content"
46 android:text="接收到的数组："
47 />
48
49
50 LinearLayout>

修改MyCallbackActivity.java文件，定义了一个Handler，当JNI回调java的方法时，用来发送消息；实现3个Button的监听。如下：

1 package com.nan.callback;
2
3 import android.app.Activity;
4 import android.os.Bundle;
5 import android.os.Handler;
6 import android.os.Message;
7 import android.view.View;
8 import android.widget.Button;
9 import android.widget.TextView;
10
11
12 public class MyCallbackActivity extends Activity
13 {
14 private Button intButton = null;
15 private Button stringButton = null;
16 private Button arrayButton = null;
17 private TextView intTextView = null;
18 private TextView stringTextView = null;
19 private TextView arrayTextView = null;
20
21 private Handler mHandler = null;
22
23
24 /** Called when the activity is first created. */
25 @Override
26 public void onCreate(Bundle savedInstanceState)
27 {
28 super.onCreate(savedInstanceState);
29 setContentView(R.layout.main);
30
31 intButton = (Button)this.findViewById(R.id.intbutton);
32 //注册按钮监听
33 intButton.setOnClickListener(new ClickListener());
34 stringButton = (Button)this.findViewById(R.id.stringbutton);
35 //注册按钮监听
36 stringButton.setOnClickListener(new ClickListener());
37 arrayButton = (Button)this.findViewById(R.id.arraybutton);
38 //注册按钮监听
39 arrayButton.setOnClickListener(new ClickListener());
40
41 intTextView = (TextView)this.findViewById(R.id.inttextview);
42 stringTextView = (TextView)this.findViewById(R.id.stringtextview);
43 arrayTextView = (TextView)this.findViewById(R.id.arraytextview);
44
45 //消息处理
46 mHandler = new Handler()
47 {
48 @Override
49 public void handleMessage(Message msg)
50 {
51 switch(msg.what)
52 {
53 //整型
54 case 0:
55 {
56 intTextView.setText(msg.obj.toString());
57 break;
58 }
59 //字符串
60 case 1:
61 {
62 stringTextView.setText(msg.obj.toString());
63 break;
64 }
65 //数组
66 case 2:
67 { byte[] b = (byte[])msg.obj;
68 arrayTextView.setText(Byte.toString(b[0])+Byte.toString(b[1])+Byte.toString(b[2])+Byte.toString(b[3])+Byte.toString(b[4]));
69 break;
70 }
71 }
72
73 }
74
75 };
76
77
78 }
79
80 //按钮监听实现
81 public class ClickListener implements View.OnClickListener
82 {
83
84 @Override
85 public void onClick(View v)
86 {
87 // TODO Auto-generated method stub
88 switch(v.getId())
89 {
90 case R.id.intbutton:
91 {
92 //调用JNI中的函数
93 callJNIInt(1);
94 break;
95 }
96 case R.id.stringbutton:
97 {
98 //调用JNI中的函数
99 callJNIString("你好A");
100 break;
101 }
102 case R.id.arraybutton:
103 {
104 //调用JNI中的函数
105 callJNIByte(new byte[]{1,2,3,4,5});
106 break;
107 }
108 }
109 }
110
111 }
112
113
114 //被JNI调用，参数由JNI传入
115 private void callbackInt(int i)
116 {
117 Message msg = new Message();
118 //消息类型
119 msg.what = 0;
120 //消息内容
121 msg.obj = i;
122 //发送消息
123 mHandler.sendMessage(msg);
124 }
125
126 //被JNI调用，参数由JNI传入
127 private void callbackString(String s)
128 {
129 Message msg = new Message();
130 //消息类型
131 msg.what = 1;
132 //消息内容
133 msg.obj = s;
134 //发送消息
135 mHandler.sendMessage(msg);
136 }
137
138 //被JNI调用，参数由JNI传入
139 private void callbackByte(byte[] b)
140 {
141 Message msg = new Message();
142 //消息类型
143 msg.what = 2;
144 //消息内容
145 msg.obj = b;
146 //发送消息
147 mHandler.sendMessage(msg);
148 }
149
150 //本地方法，由java调用
151 private native void callJNIInt(int i);
152 private native void callJNIString(String s);
153 private native void callJNIByte(byte[] b);
154
155 static
156 {
157 //加载本地库
158 System.loadLibrary("myjni");
159 }
160
161 }

最后就是本篇随笔的“重头戏”，在工程的根目录下新建jni文件夹，在里面添加一个Android.mk文件和一个callback.c文件，Android.mk文件如下：

1 LOCAL_PATH := $(call my-dir)
2
3 include $(CLEAR_VARS)
4
5 LOCAL_MODULE := myjni
6 LOCAL_SRC_FILES := callback.c
7
8 LOCAL_LDLIBS := -llog
9
10 include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

callback.c文件如下：

1 #include <string.h>
2 #include
3 #include
4 #include
5 #include
6 #include
7 #include
8 #include
9
10 #include
11 #include
12
13 #define LOGI(...) ((void)__android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "native-activity", __VA_ARGS__))
14 #define LOGW(...) ((void)__android_log_print(ANDROID_LOG_WARN, "native-activity", __VA_ARGS__))
15
16
17
18 /**********传输整数*************
19
20 */
21 JNIEXPORT void JNICALL Java_com_nan_callback_MyCallbackActivity_callJNIInt( JNIEnv* env, jobject obj , jint i)
22 {
23 //找到java中的类
24 jclass cls = (*env)->FindClass(env, "com/nan/callback/MyCallbackActivity");
25 //再找类中的方法
26 jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "callbackInt", "(I)V");
27 if (mid == NULL)
28 {
29 LOGI("int error");
30 return;
31 }
32 //打印接收到的数据
33 LOGI("from java int: %d",i);
34 //回调java中的方法
35 (*env)->CallVoidMethod(env, obj, mid ,i);
36
37 }
38
39 /********传输字符串*************
41 */
42 JNIEXPORT void JNICALL Java_com_nan_callback_MyCallbackActivity_callJNIString( JNIEnv* env, jobject obj , jstring s)
43 {
44 //找到java中的类
45 jclass cls = (*env)->FindClass(env, "com/nan/callback/MyCallbackActivity");
46 //再找类中的方法
47 jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "callbackString", "(Ljava/lang/String;)V");
48 if (mid == NULL)
49 {
50 LOGI("string error");
51 return;
52 }
53 const char *ch;
54 //获取由java传过来的字符串
55 ch = (*env)->GetStringUTFChars(env, s, NULL);
56 //打印
57 LOGI("from java string: %s",ch);
58 (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, s, ch);
59 //回调java中的方法
60 (*env)->CallVoidMethod(env, obj, mid ,(*env)->NewStringUTF(env,"你好haha"));
61
62 }
63
64 /********传输数组(byte[])*************
65 */
66 JNIEXPORT void JNICALL Java_com_nan_callback_MyCallbackActivity_callJNIByte( JNIEnv* env, jobject obj , jbyteArray b)
67 {
68 //找到java中的类
69 jclass cls = (*env)->FindClass(env, "com/nan/callback/MyCallbackActivity");
70 //再找类中的方法
71 jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "callbackByte", "([B)V");
72 if (mid == NULL)
73 {
74 LOGI("byte[] error");
75 return;
76 }
77
78 //获取数组长度
79 jsize length = (*env)->GetArrayLength(env,b);
80 LOGI("length: %d",length);
81 //获取接收到的数据
82 int i;
83 jbyte* p = (*env)->GetByteArrayElements(env,b,NULL);
84 //打印
85 for(i=0;i86 {
87 LOGI("%d",p[i]);
88 }
89
90 char c[5];
91 c[0] = 1;c[1] = 2;c[2] = 3;c[3] = 4;c[4] = 5;
92 //构造数组
93 jbyteArray carr = (*env)->NewByteArray(env,length);
94 (*env)->SetByteArrayRegion(env,carr,0,length,c);
95 //回调java中的方法
96 (*env)->CallVoidMethod(env, obj, mid ,carr);
97 }

利用ndk-build编译生成相应的库。代码都非常简单，思路在一开始的时候已经说明了，下面看运行结果。

分别点击三个按钮，效果如下：

再看看LogCat输出：

可见两个方向（java<--->JNI）传输的数据都正确。