Android NDK开发(五)——C代码回调Java代码

浏览数：22 / 时间：2015年06月11日

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        在上篇博客里了解了Java层是怎样传递数据到C层代码，并且熟悉了大部分的实际开发知识，基本上掌握这些就可以做一个基本的NDK开发了，但是光是了解Java回调C层的数据是不是还不够啊，考虑问题要考虑可逆性，Java能回调C，那么C能否反过来回调Java呢？答案是肯定可以的，这篇博客就介绍一个C语言如何调用Java层的代码。以下是一些问题场景，我们带着这个问题场景来分析一下实现的过程。

场景1：开发中C语言层完成了一系列操作后，需要通知Java层代码此时需要做什么操作。

场景2：大家知道程序员都是比较懒惰的，Java代码中封装了大量的方法，C程序员不想重复写复杂的逻辑，这时想通过C语言回调使用Java层代码中的方法。

        好，带着上面的场景，我们下面建立一个小的Demo来尝试解决这些业务场景的问题。


创建工程，在工程里面定义Java方法和Native方法

package com.example.ndkcallback;

public class DataProvider {
	/**
	 * C调用java空方法
	 */
	public void nullMethod() {
		System.out.println("hello from java");
	}
	/**
	 * C调用java中的带两个int参数的方法
	 * 
	 * @param x
	 * @param y
	 * @return
	 */
	public int Add(int x, int y) {
		int result = x + y;
		System.out.println("result in java " + result);
		return result;
	}
	/**
	 * C调用java中参数为String的方法
	 * 
	 * @param s
	 */
	public void printString(String s) {
		System.out.println("java " + s);
	}

	// 本地方法
	public native void callMethod1();
	public native void callMethod2();
	public native void callMethod3();

}

编译头文件

        在DOS命令行下，切换到工程目录所在的源码存放的src目录下，使用javah命令编译C语言的函数签名。而且得注意的是，由于我使用的JDK 是1.7版本的，所以必须得切换到工程目录/src目录下执行javah，如果大家使用的是JDK 1.6或者JDK 1.5，那就切换到工程目录/classes目录，执行javah命令。

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注意：使用javah命令时，需要指定-encoding utf-8 参数，防止编译报乱码错误，下面是编译好的头文件：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_example_ndkcallback_DataProvider */

#ifndef _Included_com_example_ndkcallback_DataProvider
#define _Included_com_example_ndkcallback_DataProvider
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_example_ndkcallback_DataProvider
 * Method:    callMethod1
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_ndkcallback_DataProvider_callMethod1
(JNIEnv *, jobject);

/*
 * Class:     com_example_ndkcallback_DataProvider
 * Method:    callMethod2
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_ndkcallback_DataProvider_callMethod2
(JNIEnv *, jobject);

/*
 * Class:     com_example_ndkcallback_DataProvider
 * Method:    callMethod3
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_ndkcallback_DataProvider_callMethod3
(JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

编写C代码

        有了上面的头文件，接下来就是最不好搞的C代码了，按照套路来，首先把上面编译好的头文件剪切到jni目录下，在该目录下新建一个Hello.c的C代码文件，将刚引入的头文件的函数签名拷贝到Hello.c中使用，然后就是首先引入LOG日志头文件，定义LOG日志输入，再然后就是编译C代码，如下：

#include<stdio.h>
#include<jni.h>
#include"com_example_ndkcallback_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__)

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_ndkcallback_DataProvider_callMethod1
(JNIEnv * env, jobject obj){
	//在C语言中调用Java的空方法
	//1.找到java代码native方法所在的字节码文件
	//jclass (*FindClass)(JNIEnv*, const char*);
	jclass clazz = (*env)->FindClass(env, "com/example/ndkcallback/DataProvider");
	if(clazz == 0){
		LOGD("find class error");
		return;
	}
	LOGD("find class");
	//2.找到class里面对应的方法
	// jmethodID (*GetMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*);
	jmethodID method1 = (*env)->GetMethodID(env,clazz,"nullMethod","()V");
	if(method1 == 0){
		LOGD("find method1 error");
		return;
	}
	LOGD("find method1");
	//3.调用方法
	//void (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
	(*env)->CallVoidMethod(env, obj, method1);
	LOGD("method1 called");
}

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_ndkcallback_DataProvider_callMethod2
	(JNIEnv * env, jobject obj) {
	//1.找到java代码native方法所在的字节码文件
	//jclass (*FindClass)(JNIEnv*, const char*);
	jclass clazz = (*env)->FindClass(env, "com/example/ndkcallback/DataProvider");
	if(clazz == 0){
		LOGD("find class error");
		return;
	}
	LOGD("find class");
	//2.找到class里面对应的方法
	// jmethodID (*GetMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*);
	jmethodID method2 = (*env)->GetMethodID(env,clazz,"Add","(II)I");
	if(method2 == 0){
		LOGD("find method2 error");
		return;
	}
	LOGD("find method2");
	//3.调用方法
	//jint (*CallIntMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
	int result = (*env)->CallIntMethod(env, obj, method2, 3,5);
	LOGD("result in C = %d", result);
}

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_ndkcallback_DataProvider_callMethod3
(JNIEnv * env, jobject obj) {
	//1.找到java代码native方法所在的字节码文件
	//jclass (*FindClass)(JNIEnv*, const char*);
	jclass clazz = (*env)->FindClass(env, "com/example/ndkcallback/DataProvider");
	if(clazz == 0){
		LOGD("find class error");
		return;
	}
	LOGD("find class");
	//2.找到class里面对应的方法
	// jmethodID (*GetMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*);
	jmethodID method3 = (*env)->GetMethodID(env,clazz,"printString","(Ljava/lang/String;)V");
	if(method3 == 0){
		LOGD("find method3 error");
		return;
	}
	LOGD("find method3");
	//3.调用方法
	//void (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
	(*env)->CallVoidMethod(env, obj, method3,(*env)->NewStringUTF(env,"haha in C ."));
	LOGD("method3 called");
}
注意：编写C代码时大致需要如下3个重要的步骤：

1.找到java代码native方法所在的字节码文件，在jni.h中的JNINativeInterface中可以找到

jclass (*FindClass)(JNIEnv*, const char*);

     其中第1个参数是JNINativeInterface的指针env，第2个参数是java方法所在的类全路径名，路径之间用“/”来区分，不可以使用“.”

2.找到class里面对应的方法，在jni.h中的JNINativeInterface中可以找到

获取非静态方法id：

jmethodID (*GetMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*);

获取静态方法id：

jmethodID   (*GetStaticMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*);

      其中第1个参数是JNINativeInterface的指针env，第2个参数是java字节码文件，第3个参数是java中的方法名，第四个参数是java中对应方法的签名。

3.调用方法 

void        (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
jint        (*CallIntMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
jobject     (*CallObjectMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
jboolean    (*CallBooleanMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
jbyte       (*CallByteMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
jchar       (*CallCharMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
jshort      (*CallShortMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
jlong       (*CallLongMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
jfloat      (*CallFloatMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...) __NDK_FPABI__;
jdouble     (*CallDoubleMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...) __NDK_FPABI__;
       其中第1个参数是JNINativeInterface的指针env，第2个参数是java对象obj，第3个参数是找到的对应java中的方法，第4个参数是方法接收的参数。这里列出的是常用的方法，jni.h里的JNINativeInterface提供了大量的方法形式用来回调java中的方法，想了解的请参考jni.h这个文件。


使用javap命令查看方法签名

       JDK为我们提供了这样的一个工具，该工具可以从java字节码文件中查看方法的本地签名，这个工具就是javap，使用前，先在CMD的dos命令行中，把路径切换到工程中的java字节码文件所在的目录下。

       命令格式：javap -s 包名.方法所在的Java类名

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如图所示的那样，黄色标注的是方法名，是(*GetMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*)中的第3个参数，红色标注的是方法签名，是其第4个参数。


Android.mk配置和Application.mk配置

    LOCAL_PATH := $(call my-dir)

    include $(CLEAR_VARS)

    LOCAL_MODULE    := Hello

    LOCAL_SRC_FILES := Hello.c
    
    LOCAL_LDLIBS += -llog

    include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
APP_PLATFORM := android-8

编译C代码

首先在cygwin中切换到当前工程目录下，执行“ndk-build clean”和“ndk-build”命令

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在Java中调用Nattive方法

public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener {

	static {
		// 加载动态库.so
		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 : // c回调java中的空方法
				provider.callMethod1();
				break;
			case R.id.btn2 :// c回调java带2个int参数的方法
				provider.callMethod2();
				break;
			case R.id.btn3 :// c回调java带string参数的方法
				provider.callMethod3();
				break;
			default :
				break;
		}
	}

}

测试

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注意：以下测试的LOG中，绿色代表Java生成的LOG，蓝色代表C生成的LOG。

测试1：c回调java中的空方法

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测试2：c回调java带2个int参数的方法

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测试3：c回调java带string参数的方法

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另外：native代码与调用的java代码不在同一个类里

       上述建立的Android工程中，native代码和调用的java代码是放在同一个DataProvider类中的，这样在C代码中调用Java代码是非常方便的。但是，通常开发中我们不一定就这么干，一个项目中java文件很多，要是在其它的java文件中定义了native方法了，然后再去调另一个java类里的Java方法，这种情况下会出现什么问题呢？带着这个疑问，我们就在MainActivity.java文件中定义一个native方法，这个native方法又要调用DataProvider类的nullMethod方法。

在MainActivity.java中，我们定义这样的方法：

private native void callMethod4();
切换到这个src目录下javah获取函数签名，将得到的签名头文件拷贝到jni目录下，在C文件中引用这个头文件，编写相应的C代码： 

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_ndkcallback_MainActivity_callMethod4
  (JNIEnv * env, jobject obj){
	//1.找到java代码native方法所在的字节码文件
		//jclass (*FindClass)(JNIEnv*, const char*);
		jclass clazz = (*env)->FindClass(env, "com/example/ndkcallback/DataProvider");
		if(clazz == 0){
			LOGD("find class error");
			return;
		}
		LOGD("find class");
		//2.找到class里面对应的方法
		// jmethodID (*GetMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*);
		jmethodID method4 = (*env)->GetMethodID(env,clazz,"nullMethod","()V");
		if(method4 == 0){
			LOGD("find method4 error");
			return;
		}
		LOGD("find method4");
		//3.调用方法
		//void (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
		(*env)->CallVoidMethod(env, obj, method4);
		LOGD("method4 called");
}
编译运行之后，报错了

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       实际运行的时候，程序直接崩溃了，查看日志发现，字节码class找到了，方法method找到了，但是就是没有执行method方法，显然是执行method方法这行代码出了Bug，以下是调用method方法执行的代码：

(*env)->CallVoidMethod(env, obj, method4);
       那么这行代码是为什么报错了呢？仔细观察一下，CallVoidMethod方法的第2个参数obj，这个obj是jobject类型的，默认是java native方法所在的类的对象，就是MainActivity类的对象，但是这个native方法实际上调用的java方法存在于DataProvider类的nullMethod，调用nullMethod显然需要使用DataProvider类的对象。反正就一句话：obj对象不正确，需要java方法对应的对象，即DataProvider。

       知道问题了，就可以着手解决问题了。在jni.h的头文件中，JNINativeInterface提供了这样的一个方法，帮助我们通过字节码jclass找到对应的对象：

jobject     (*AllocObject)(JNIEnv*, jclass);
       这个方法第1个参数是JNINativeInterface，第2个参数是jclass，返回值jobject。我们就拿这个方法获取jobject，传给CallVoidMethod： 

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_ndkcallback_MainActivity_callMethod4
  (JNIEnv * env, jobject obj){
	//1.找到java代码native方法所在的字节码文件
		//jclass (*FindClass)(JNIEnv*, const char*);
		jclass clazz = (*env)->FindClass(env, "com/example/ndkcallback/DataProvider");
		if(clazz == 0){
			LOGD("find class error");
			return;
		}
		LOGD("find class");
		//2.找到class里面对应的方法
		// jmethodID (*GetMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*);
		jmethodID method4 = (*env)->GetMethodID(env,clazz,"nullMethod","()V");
		if(method4 == 0){
			LOGD("find method4 error");
			return;
		}
		LOGD("find method4");
		//3.通过jclass获取jobject
		//jobject     (*AllocObject)(JNIEnv*, jclass);
		jobject jobj = (*env)->AllocObject(env, clazz);
		if(jobj == 0){
			LOGD("find jobj error");
			return;
		}
		LOGD("find jobj");
		//4.调用方法
		//void (*CallVoidMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
		(*env)->CallVoidMethod(env, jobj, method4);
		LOGD("method4 called");
}
      写完代码之后，重新编译C代码文件，Refresh和clean一下工程，运行后：

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      说明native方法callMethod4已经运行成功了。


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标签： Android iOS 移动互联 终端开发

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