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[編輯]evanwu_85的公告
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公告： [意見反饋][官方博客]   JNI與Android VM之間的關(guān)系---- 本文摘錄自 高煥堂老師 的Android課程講議 收藏
1. 如何載入*.so文件

由于Android的應用層級類別都是以Java撰寫的,，這些Java類別轉(zhuǎn)譯為Dex型式的Bytecode之后,，必須仰賴Dalvik虛擬機(VM: Virtual Machine)來執(zhí)行。

另外,，當java需要調(diào)用c native組件時,，VM就會去加載本地的c組件，讓java函數(shù)能順利的調(diào)用到C函數(shù),。此時,，VM扮演著橋梁的角色，讓java和c組件能通過透明的JNI接口相互溝通,。

應用層級的Java類是在虛擬機(VM: Vitual Machine)上執(zhí)行的，而C組件不是在VM上執(zhí)行,，那么Java程序又如何要求VM去加載(Load)所指定的C組件呢? 可使用下述指令：

System.loadLibrary(*.so的文件名);

如：

public class MediaPlayer{   

    static {

System.loadLibrary("media_jni");

    }

……..

}

這要求VM去加載Android的/system/lib/libmedia_jni.so文件,。載入*.so檔之后，Java類別與*.so檔就匯合起來,，一起執(zhí)行了,。

2. 如何撰寫*.so的入口函數(shù)

---- JNI_OnLoad()與JNI_OnUnload()函數(shù)之用途

當VM執(zhí)行到System.loadLibrary()函數(shù)時，首先會去執(zhí)行C組件里的JNI_OnLoad()函數(shù),。它的用途有二：

1. 告訴VM此C組件使用那一個JNI版本,。如果你的*.so文件沒有提供JNI_OnLoad()函數(shù)，VM會默認該*.so檔是使用最老的JNI 1.1版本,。由于新版的JNI做了許多擴充,，如果需要使用JNI的新版功能，例如JNI 1.4的 java.nio.ByteBuffer, 就必須藉由JNI_OnLoad()函數(shù)來告知VM,。

2. 由于VM執(zhí)行到System.loadLibrary()函數(shù)時,，就會立即先呼叫JNI_OnLoad()，所以C組件的開發(fā)者可以藉由JNI_OnLoad()來進行C組件內(nèi)的初期值之設(shè)定(Initialization),。

例如,，在Android的/system/lib/libmedia_jni.so檔案里，就提供了JNI_OnLoad()函數(shù),，其代碼段為：

//#define LOG_NDEBUG 0

#define LOG_TAG "MediaPlayer-JNI"

………

jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)

{

    JNIEnv* env = NULL;

    jint result = -1;

    if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {

        LOGE("ERROR: GetEnv failed\n");

        goto bail;

    }

    assert(env != NULL);

    if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) {

        LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed\n");

        goto bail;

    }

    if (register_android_media_MediaRecorder(env) < 0) {

        LOGE("ERROR: MediaRecorder native registration failed\n");

        goto bail;

    }

    if (register_android_media_MediaScanner(env) < 0) {

        LOGE("ERROR: MediaScanner native registration failed\n");

        goto bail;

    }

    if (register_android_media_MediaMetadataRetriever(env) < 0) {

        LOGE("ERROR: MediaMetadataRetriever native registration failed\n");

        goto bail;

    }

    /* success -- return valid version number */

    result = JNI_VERSION_1_4;

bail:

    return result;

}

// KTHXBYE

此函數(shù)回傳JNI_VERSION_1_4值給VM,，于是VM知道了其所使用的JNI版本了。此外,，它也做了一些初期的動作(可呼叫任何本地函數(shù)),，例如指令：

   if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) {

        LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed\n");

        goto bail;

    }

就將此組件提供的各個本地函數(shù)(Native Function)登記到VM里，以便能加快后續(xù)呼叫本地函數(shù)的效率,。

JNI_OnUnload()函數(shù)與JNI_OnLoad()相對應的,。在加載C組件時會立即呼叫JNI_OnLoad()來進行組件內(nèi)的初期動作；而當VM釋放該C組件時,，則會呼叫JNI_OnUnload()函數(shù)來進行善后清除動作,。當VM呼叫JNI_OnLoad()或JNI_Unload()函數(shù)時,，都會將VM的指標(Pointer)傳遞給它們，其參數(shù)如下：

jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) {

………

}

jint JNI_OnUnload(JavaVM* vm, void* reserved){

………

}

在JNI_OnLoad()函數(shù)里,，就透過VM之指標而取得JNIEnv之指標值,，并存入env指針變量里，如下述指令：

jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved){

     JNIEnv* env = NULL;

     jint result = -1;

    if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {

      LOGE("ERROR: GetEnv failed\n");

  goto bail;

    }

}

由于VM通常是多線程(Multi-threading)的執(zhí)行環(huán)境,。每一個線程在呼叫JNI_OnLoad()時,，所傳遞進來的JNIEnv指標值都是不同的。為了配合這種多線程的環(huán)境,，C組件開發(fā)者在撰寫本地函數(shù)時,，可藉由JNIEnv指標值之不同而避免線程的數(shù)據(jù)沖突問題，才能確保所寫的本地函數(shù)能安全地在Android的多線程VM 里安全地執(zhí)行,?；谶@個理由,，當在呼叫C組件的函數(shù)時,，都會將JNIEnv指標值傳遞給它，如下：

jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)

{

JNIEnv* env = NULL;

……….

    if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) {

……….

   }

}

這JNI_OnLoad()呼叫register_android_media_MediaPlayer(env)函數(shù)時,，就將env指標值傳遞過去,。如此,，在register_android_media_MediaPlayer()函數(shù)就能藉由該指標值而區(qū)別不同的線程，以便化解數(shù)據(jù)沖突的問題,。

例如,，在register_android_media_MediaPlayer()函數(shù)里，可撰寫下述指令：

if ((*env)->MonitorEnter(env, obj) != JNI_OK) {

……….

}

查看是否已經(jīng)有其他線程進入此對象,，如果沒有,，此線程就進入該對象里執(zhí)行了。還有,，也可撰寫下述指令：

if ((*env)->MonitorExit(env, obj) != JNI_OK) {

………

}

查看是否此線程正在此對象內(nèi)執(zhí)行,，如果是，此線程就會立即離開,。

3. registerNativeMethods()函數(shù)之用途

應用層級的Java類別透過VM而呼叫到本地函數(shù),。一般是依賴VM去尋找*.so里的本地函數(shù)。如果需要連續(xù)呼叫很多次,，每次都需要尋找一遍,，會多花許多時間。此時,，組件開發(fā)者可以自行將本地函數(shù)向VM進行登記,。例如，在Android的/system/lib/libmedia_jni.so檔案里的代碼段如下：

//#define LOG_NDEBUG 0

#define LOG_TAG "MediaPlayer-JNI"

………

static JNINativeMethod gMethods[] = {

    {"setDataSource",   "(Ljava/lang/String;)V",

  (void *)android_media_MediaPlayer_setDataSource},

    {"setDataSource",    "(Ljava/io/FileDescriptor;JJ)V",

(void *)android_media_MediaPlayer_setDataSourceFD},

    {"prepare",   "()V",     (void *)android_media_MediaPlayer_prepare},

    {"prepareAsync",   "()V",   (void *)android_media_MediaPlayer_prepareAsync},

    {"_start",   "()V",   (void *)android_media_MediaPlayer_start},

    {"_stop",   "()V",    (void *)android_media_MediaPlayer_stop},

    {"getVideoWidth",   "()I",      (void *)android_media_MediaPlayer_getVideoWidth},

    {"getVideoHeight",   "()I",      (void *)android_media_MediaPlayer_getVideoHeight},

    {"seekTo",              "(I)V",      (void *)android_media_MediaPlayer_seekTo},

    {"_pause",              "()V",       (void *)android_media_MediaPlayer_pause},

    {"isPlaying",           "()Z",       (void *)android_media_MediaPlayer_isPlaying},

    {"getCurrentPosition",  "()I",  (void *)android_media_MediaPlayer_getCurrentPosition},

    {"getDuration",         "()I",     (void *)android_media_MediaPlayer_getDuration},

    {"_release",            "()V",      (void *)android_media_MediaPlayer_release},

    {"_reset",              "()V",        (void *)android_media_MediaPlayer_reset},

    {"setAudioStreamType",  "(I)V", (void *)android_media_MediaPlayer_setAudioStreamType},

    {"setLooping",      "(Z)V",      (void *)android_media_MediaPlayer_setLooping},

    {"setVolume",      "(FF)V",     (void *)android_media_MediaPlayer_setVolume},

    {"getFrameAt",     "(I)Landroid/graphics/Bitmap;",

  (void *)android_media_MediaPlayer_getFrameAt},

    {"native_setup",    "(Ljava/lang/Object;)V",

           (void *)android_media_MediaPlayer_native_setup},

    {"native_finalize",     "()V",    (void *)android_media_MediaPlayer_native_finalize},

};

………

static int register_android_media_MediaPlayer(JNIEnv *env){

………

    return AndroidRuntime::registerNativeMethods(env,

                "android/media/MediaPlayer", gMethods, NELEM(gMethods));

}

……….

//

jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved){

………

    if (register_android_media_MediaPlayer(env) < 0) {

        LOGE("ERROR: MediaPlayer native registration failed\n");

        goto bail;

    }

……….

}

當VM載入libmedia_jni.so檔案時，就呼叫JNI_OnLoad()函數(shù),。接著,，JNI_OnLoad()呼叫register_android_media_MediaPlayer()函數(shù)。此時,，就呼叫到AndroidRuntime::registerNativeMethods()函數(shù),，向VM(即AndroidRuntime)登記gMethods[]表格所含的本地函數(shù)了。簡而言之,，registerNativeMethods()函數(shù)的用途有二：

1. 更有效率去找到函數(shù),。

2. 可在執(zhí)行期間進行抽換。由于gMethods[]是一個<名稱,，函數(shù)指針>對照表,，在程序執(zhí)行時，可多次呼叫registerNativeMethods()函數(shù)來更換本地函數(shù)之指針,，而達到彈性抽換本地函數(shù)之目的,。

發(fā)表于 @ 2010年06月26日　22:10:00 | 評論( loading... ) | 編輯| 舉報| 收藏

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