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Android NDK开发(4)——Java传递数据到C

热度:99   发布时间:2016-04-28 03:02:13.0
Android NDK开发(四)——Java传递数据到C

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        前面几篇文章介绍了Android NDK开发的简单概念、常见错误及处理和从第一个Hello World开始实际做一个简单的JNI开发示例,相信看完之后,大家对NDK开发有了一个概念上的认识了,那么接下来我们需要再深入一下NDK的开发,我们知道NDK开发就是使用JNI这层“协议”在Java和C之间起个“桥梁”的作用,将Java和Native C之间联立起来,让Java和C直接的数据进行互调。谈到Java和C之间的数据调用,那么Java是怎样传递数据到C中的呢,C拿到数据处理完后又怎样将处理后的数据回传给Java的呢?先别急,接下来我们就看看Java怎么传递数据给C的。

1,建立一个Android工程,在工程下建立一个DataProvider类,在这个类里定义3个native方法,如下:

package com.example.ndktransferdata;public class DataProvider {	/**	 * 把两个java中的int传递给C语言,c语言处理完毕后,把相加的结果返回给java	 * 	 * @param x	 * @param y	 * @return	 */	public native int add(int x, int y);	/**	 * 把java中的String传递给c语言,c语言获取后,在string后面添加一个hello字符串,返回给java	 * 	 * @param s	 * @return	 */	public native String sayHelloInC(String s);	/**	 * 把java中的一个int数组传递给C语言,C语言接收这个数组,把int数组中的每一个元素+10,然后返回给Java	 * 	 * @param iNum	 * @return	 */	public native int[] intMethod(int[] iNum);}

2,用Javah编译头文件

做到这一步发现了一个问题,从描述上看应该是编码错误,这里错误的使用了GBK来编译java文件了,改成UTF-8就没问题,只要在javah命令后面添加 -encoding utf-8,为编译器提供编码环境就行,下面是改正后的结果:


说明native代码的函数签名已经生成了,我们将这个生成的函数签名头文件剪切到jni目录下,在c代码中引用这个头文件就好了。

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */#include <jni.h>/* Header for class com_example_ndktransferdata_DataProvider */#ifndef _Included_com_example_ndktransferdata_DataProvider#define _Included_com_example_ndktransferdata_DataProvider#ifdef __cplusplusextern "C" {#endif/* * Class:     com_example_ndktransferdata_DataProvider * Method:    add * Signature: (II)I */JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_ndktransferdata_DataProvider_add  (JNIEnv *, jobject, jint, jint);/* * Class:     com_example_ndktransferdata_DataProvider * Method:    sayHelloInC * Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String; */JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_ndktransferdata_DataProvider_sayHelloInC  (JNIEnv *, jobject, jstring);/* * Class:     com_example_ndktransferdata_DataProvider * Method:    intMethod * Signature: ([I)[I */JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_example_ndktransferdata_DataProvider_intMethod  (JNIEnv *, jobject, jintArray);#ifdef __cplusplus}#endif#endif

3,编写C语言代码

        之前在第二步的时候我们编译好了函数签名的头文件,所以这里我们就需要用过头文件中的方法签名了,一共包含3个这样的native函数,函数里实现是这样的:

#include<stdio.h>#include<jni.h>#include<malloc.h>#include<string.h>#include"com_example_ndktransferdata_DataProvider.h"#include<android/log.h>#define LOG_TAG "System.out.c"#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)/** * 返回值 char* 这个代表char数组的首地址 *  Jstring2CStr 把java中的jstring的类型转化成一个c语言中的char 字符串 */char* Jstring2CStr(JNIEnv* env, jstring jstr) {	char* rtn = NULL;	jclass clsstring = (*env)->FindClass(env, "java/lang/String"); //String	jstring strencode = (*env)->NewStringUTF(env, "GB2312"); // 得到一个java字符串 "GB2312"	jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, clsstring, "getBytes",			"(Ljava/lang/String;)[B"); //[ String.getBytes("gb2312");	jbyteArray barr = (jbyteArray)(*env)->CallObjectMethod(env, jstr, mid,			strencode); // String .getByte("GB2312");	jsize alen = (*env)->GetArrayLength(env, barr); // byte数组的长度	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;}JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_ndktransferdata_DataProvider_add(		JNIEnv * env, jobject obj, jint x, jint y) {	LOGD("x = %d", x);	LOGD("y = %d", y);	return x + y;}JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_ndktransferdata_DataProvider_sayHelloInC(		JNIEnv * env, jobject obj, jstring jstr) {	char* cstr = Jstring2CStr(env, jstr);	LOGD("cstr = %s", cstr);	char arr[7] = { ' ', 'h', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0' };	strcat(cstr, arr);	LOGD("new cstr = %s", cstr);	return (*env)->NewStringUTF(env, cstr);}JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_example_ndktransferdata_DataProvider_intMethod(		JNIEnv * env, jobject obj, jintArray jarr) {	//获取传递进来数组的长度	int len = (*env)->GetArrayLength(env, jarr);	//获取传递进来数组的元素,即数组首地址	jint* intArr = (*env)->GetIntArrayElements(env, jarr, 0);	int i = 0;	for (; i < len; i++) {		//打印处理前的数组元素		LOGD("intArr[%d] = %d", i, intArr[i]);		//遍历数组元素+10		*(intArr + i) += 10;	}	return jarr;}

4,配置Android.mk文件

    LOCAL_PATH := $(call my-dir)    include $(CLEAR_VARS)    LOCAL_MODULE    := Hello    LOCAL_SRC_FILES := Hello.c        LOCAL_LDLIBS += -llog    include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
光配置Android.mk文件大致就可以了,但是还需要解决一个版本兼容问题,做法是在jni目录下新建Application.mk文件,加上

APP_PLATFORM := android-8

5,编译C语言代码

6,Java代码中处理返回的数据

       Java中传递数据到C代码中,C代码处理完后返回给Java,这时候Java拿到数据后就可以做自己的一些业务操作了,首先我们编译完Native代码后,先Refresh一下工程,然后clean一下工程,编写如下的测试案例:

public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener {	// 加载本地库文件	static {		System.loadLibrary("Hello");	}	private Button btn1, btn2, btn3;	private DataProvider provider;	@Override	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {		super.onCreate(savedInstanceState);		setContentView(R.layout.activity_main);		btn1 = (Button) findViewById(R.id.btn1);		btn2 = (Button) findViewById(R.id.btn2);		btn3 = (Button) findViewById(R.id.btn3);		btn1.setOnClickListener(this);		btn2.setOnClickListener(this);		btn3.setOnClickListener(this);		provider = new DataProvider();	}	@Override	public void onClick(View v) {		switch (v.getId()) {			case R.id.btn1 : // 传递2个int给C代码				int result = provider.add(3, 5);				Toast.makeText(this, "相加的结果:" + result, 0).show();				break;			case R.id.btn2 : // 传递string给C代码				String str = provider.sayHelloInC("zhang san");				Toast.makeText(this, str, 0).show();				break;			case R.id.btn3 : // 传递int数组给C代码				int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};				provider.intMethod(arr);				for (int i = 0; i < arr.length; i++) {					System.out.println("arr[" + i + "] = " + arr[i]);				}				break;			default :				break;		}	}}
        运行一下工程,注意:这里只能开启arm模拟器,如果是x86模拟器会安装apk时候报错,因为这段native代码只编写了arm支持的版本,没有支持x86。如果在运行测试的时候出现一些错误的话,请参考上篇文章中提示慢慢解决。Android NDK开发——常见错误集锦以及LOG使用

测试1:Java传递2个int给C


Logcat输出:


测试2:Java传递string给C


Logcat输出:


测试3:Java传递int数组给C

Logcat输出:


总结:

        上述这个简单的示例可以说明ndk开发中,Java是怎样将数据传递给C代码的了,程序中只是简单的介绍了3种数据类型int,string和int[],这是远远不够的,因为Java支持的数据类型比较多,这时候怎么办?好,有了上面的例子,我们可以举一反三了,在之前的博客中我也强调过ndk解压包下的jni.h这个文件的重要性,这个文件不仅仅定义了Java数据类型在C语言中的表示,看一下源码,就发现一种一一映射的关系:

......typedef uint8_t         jboolean;       /* unsigned 8 bits */typedef int8_t          jbyte;          /* signed 8 bits */typedef uint16_t        jchar;          /* unsigned 16 bits */typedef int16_t         jshort;         /* signed 16 bits */typedef int32_t         jint;           /* signed 32 bits */typedef int64_t         jlong;          /* signed 64 bits */typedef float           jfloat;         /* 32-bit IEEE 754 */typedef double          jdouble;        /* 64-bit IEEE 754 */#elsetypedef unsigned char   jboolean;       /* unsigned 8 bits */typedef signed char     jbyte;          /* signed 8 bits */typedef unsigned short  jchar;          /* unsigned 16 bits */typedef short           jshort;         /* signed 16 bits */typedef int             jint;           /* signed 32 bits */typedef long long       jlong;          /* signed 64 bits */typedef float           jfloat;         /* 32-bit IEEE 754 */typedef double          jdouble;        /* 64-bit IEEE 754 */......
另外还有一个非常重要的结构体JNINativeInterface,这里面定义了很多C函数,只要看懂大致意思就可以试着去调用这些函数,这些函数在native开发中显得特别重要:

......    jbooleanArray (*NewBooleanArray)(JNIEnv*, jsize);    jbyteArray    (*NewByteArray)(JNIEnv*, jsize);    jcharArray    (*NewCharArray)(JNIEnv*, jsize);    jshortArray   (*NewShortArray)(JNIEnv*, jsize);    jintArray     (*NewIntArray)(JNIEnv*, jsize);    jlongArray    (*NewLongArray)(JNIEnv*, jsize);    jfloatArray   (*NewFloatArray)(JNIEnv*, jsize);    jdoubleArray  (*NewDoubleArray)(JNIEnv*, jsize);    jboolean*   (*GetBooleanArrayElements)(JNIEnv*, jbooleanArray, jboolean*);    jbyte*      (*GetByteArrayElements)(JNIEnv*, jbyteArray, jboolean*);    jchar*      (*GetCharArrayElements)(JNIEnv*, jcharArray, jboolean*);    jshort*     (*GetShortArrayElements)(JNIEnv*, jshortArray, jboolean*);    jint*       (*GetIntArrayElements)(JNIEnv*, jintArray, jboolean*);    jlong*      (*GetLongArrayElements)(JNIEnv*, jlongArray, jboolean*);    jfloat*     (*GetFloatArrayElements)(JNIEnv*, jfloatArray, jboolean*);    jdouble*    (*GetDoubleArrayElements)(JNIEnv*, jdoubleArray, jboolean*);......
源码比较长,有兴趣的朋友自己翻看一下,这里只贴部分。


源码请在这里下载


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