通过Android NDK和JNI实现C++与Java层的函数调用

在Android开发中，NDK（Native Development Kit）允许我们使用C和C++语言进行性能敏感型代码的编写，而JNI（Java Native Interface）则提供了Java代码和本地代码（如C/C++代码）之间的一个接口。当需要在C++代码中调用Java层的函数时，需要遵循特定的步骤来确保两者可以正确交互。本次练习的重点是在C++对象中调用Java层函数的方法。 首先，我们需要了解JNI的类型签名系统。因为JNI需要一种方式来表示Java中的各种数据类型，以便C++代码可以正确地处理它们。在JNI中，每个Java基本数据类型、引用类型以及方法签名都有一个对应的签名表示方式。例如，Java中的String类型在JNI中的签名是"Ljava/lang/String;"，而int类型的签名是"I"。 接下来，我们需要明白JNI环境的获取和使用。JNI环境中包含了多个函数，这些函数让本地代码可以调用Java的方法、访问Java对象、抛出异常等。通过JNI函数，本地代码能够获取Java虚拟机（JVM）环境，并且开始与Java对象进行交互。 具体来说，要在C++中调用Java方法，通常遵循以下几个步骤： 1. 导入Java层的类：在C++源文件中导入Java类，确保本地代码能够访问到Java层的方法和属性。 2. 获取JNI环境：通过调用`env = JniEnv->GetJavaVM(&JVM);`来获取当前线程的JNI环境指针。 3. 获取Java类对象：通过JNI提供的函数`FindClass`或者`GetObjectClass`来获取对应的Java类对象。 4. 获取方法ID：一旦有了Java类对象，就可以调用`GetMethodID`（获取静态方法ID）或`GetMethodID`（获取非静态方法ID）来获取特定方法的标识符。 5. 调用Java方法：使用获取到的方法ID以及`Call<type>Method`系列函数，我们可以调用Java层的方法。需要根据方法返回类型选择合适的`Call`函数，如`CallVoidMethod`用于返回void的方法，`CallIntMethod`用于返回int的方法等。 6. 异常处理：在调用Java方法的过程中，可能会发生异常。通过`ExceptionCheck`和`ExceptionDescribe`等JNI函数可以检查和描述异常，确保本地代码的稳定性。 7. 清理资源：当本地方法执行完毕后，需要释放所占用的资源，比如通过`ReleaseStringUTFChars`释放字符串资源等。 在本次练习"Android NDK+JNI 练习3"中，我们可以假设有一个具体的场景：我们有一个C++编写的类，想要调用Java层的一个方法来完成某些操作。具体实现步骤可能如下： 1. 在Java类中定义要被调用的方法，比如`public void nativeCallFromCPP()`。 2. 在C++代码中，通过JNI提供的接口找到这个方法的ID。 3. 通过获取的方法ID，使用JNI提供的方法调用接口（如`CallVoidMethod`）来在C++对象中调用Java层的方法。 例如，假设有以下Java代码： ```java public class MyClass { public native void nativeCallFromCPP(); // ... 其他代码 ... } ``` 在C++代码中，我们可以这样调用上述Java方法： ```cpp // 获取JavaVM接口指针 jclass cls = env->FindClass("com/example/MyClass"); jmethodID methodId = env->GetMethodID(cls, "nativeCallFromCPP", "()V"); if (methodId != nullptr) { // 调用Java方法 env->CallVoidMethod(javaObjectInstance, methodId); } else { // 处理获取方法ID失败的情况 } ``` 这里`javaObjectInstance`是我们已经获得的Java对象的引用。 为了实现上述步骤，C++代码通常需要在Java代码中注册，Java中有一个名为`System.loadLibrary`的函数，用于加载包含本地方法实现的库。在本练习中，我们可能有一个类似如下的Java方法来加载本地库： ```java static { System.loadLibrary("JNIPractice03"); } ``` 其中`"JNIPractice03"`是编译后的动态链接库（如.so文件）的名称，在本次练习的文件名称列表中也有体现。 通过以上步骤和代码，我们可以实现一个C++对象调用Java层函数的场景。在实际应用中，还可能涉及到传递参数、返回值处理等复杂情况，这时需要按照参数类型和返回值类型选择正确的JNI函数进行处理。总之，JNI提供了一种桥梁，使得我们能够将Java的高层抽象和C/C++的底层操作结合起来，充分利用两种语言的各自优势。