一、底层实现:
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c文件:hardware/libhardware_legacy/power/power.c
以其中set_screen_state(int)函数为例
其Android.mk中添加:
LOCAL_MODULE:= libpower 编译成lib
LOCAL_SRC_FILES += power.c
hardware/libhardware_legacy/power/power.c
1: int
2: set_screen_state(int on)
3: {
4: QEMU_FALLBACK(set_screen_state(on));
5:
6: LOGI("*** set_screen_state %d", on);
7:
8: initialize_fds();
9:
10: //LOGI("go_to_sleep eventTime=%lld now=%lld g_error=%s\n", eventTime,
11: // systemTime(), strerror(g_error));
12:
13: if (g_error)
14: goto failure;
15:
16: char buf[32];
17: int len;
18: if(on)
19: len = snprintf(buf, sizeof(buf), "%s", on_state);
20: else
21: len = snprintf(buf, sizeof(buf), "%s", off_state);
22:
23: buf[sizeof(buf) - 1] = '\0';
24: len = write(g_fds[REQUEST_STATE], buf, len);
25: if(len 0) {
26: failure:
27: LOGE("Failed setting last user activity: g_error=%d\n", g_error);
28: }
29: return 0;
30: }
其头文件power.h中:
1: #if__cplusplus
2: extern "C" { //注1
3: #endif
4: enum {
5: PARTIAL_WAKE_LOCK = 1, // the cpu stays on, but the screen is off
6: FULL_WAKE_LOCK = 2 // the screen is also on
7: };
8:
9: // while you have a lock held, the device will stay on at least at the
10: // level you request.
11: int acquire_wake_lock(int lock, const char* id);
12: int release_wake_lock(const char* id);
13:
14: // true if you want the screen on, false if you want it off
15: int set_screen_state(int on);
16:
17: // set how long to stay awake after the last user activity in seconds
18: int set_last_user_activity_timeout(int64_t delay);
19:
20:
21: #if __cplusplus
22: } // extern "C"
23: #endif
注1:
注1:extern表示其他的类已经定义了这段代码里面的内容，这里只是做声明。
"C”表示的一种编译和连接规约，这里为下一步c++调用其做准备.
比如void foo(int,int);该函数被C编译器编译后在库中的名字为_foo，
而C++编译器则会产生像_foo_int_int之类的名字用来支持函数重载和类型安全连接。
由于编译后的名字不同，C++程序不能直接调用C函数。
因此C++提供了一个C连接交换指定符号extern“C”来解决这个问题而不是一种语言。
C表示这段代码可以是符合C语言的编译和连接规约的任何语言，如Fortran、assembler等。
二、cpp构成jni桥梁
一个CPP文件调用之,则需添加其头文件,比如frameworks/base/core/jni/android_os_Power.cpp.
1: #include "JNIHelp.h"
2: #include "jni.h"
3: #include "android_runtime/AndroidRuntime.h"
4: #include hardware_legacy/power.h
5: namespace android{
6: ....
7:
8: //定义函数:
9: static int setScreenState(JNIEnv *env, jobject clazz, jboolean on)
10: {
11: return set_screen_state(on);//以此实现cpp到c的调用
12: }
13:
14: static JNINativeMethod method_table[] = {//此处实现java对cpp的调用转化 注2
15: { "acquireWakeLock", "(ILjava/lang/String;)V", (void*)acquireWakeLock },
16: { "releaseWakeLock", "(Ljava/lang/String;)V", (void*)releaseWakeLock },
17: { "setLastUserActivityTimeout", "(J)I", (void*)setLastUserActivityTimeout },
18: { "setScreenState", "(Z)I", (void*)setScreenState },
19: { "shutdown", "()V", (void*)android_os_Power_shutdown },
20: { "rebootNative", "(Ljava/lang/String;)V", (void*)android_os_Power_reboot },
21: };
22: int register_android_os_Power(JNIEnv *env) //此处注册jni
23: { //向VM(即AndroidRuntime)登记 gMethods[]表格所含的本地函数
24: return AndroidRuntime::registerNativeMethods(
25: env, "android/os/Power",
26: method_table, NELEM(method_table));
27: }
28: };
注2:
typedef struct {
const char* name; //Java中函数的名字
const char* signature; //用字符串是描述了函数的参数和返回值
void* fnPtr; //函数指针，指向C函数
} JNINativeMethod;
其中比较难以理解的是第二个参数，例如
"()V"
"(II)V"
"(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V"
实际上这些字符是与函数的参数类型一一对应的。
"()" 中的字符表示参数，后面的则代表返回值。例如"()V" 就表示void Func();
"(II)V" 表示 void Func(int, int);
具体的每一个字符的对应关系如下
字符 Java类型 C类型
V void void
Z jboolean boolean
I jint int
J jlong long
D jdouble double
F jfloat float
B jbyte byte
C jchar char
S jshort short
数组则以"["开始，用两个字符表示
[I jintArray int[]
[F jfloatArray float[]
[B jbyteArray byte[]
[C jcharArray char[]
[S jshortArray short[]
[D jdoubleArray double[]
[J jlongArray long[]
[Z jbooleanArray boolean[]
上面的都是基本类型。如果Java函数的参数是class，则以"L"开头，以";"结尾中间是用"/" 隔开的包及类名。而其对应的C函数名的参数则为jobject. 一个例外是String类，其对应的类为jstring
Ljava/lang/String; String jstring
Ljava/net/Socket; Socket jobject
如果JAVA函数位于一个嵌入类，则用$作为类名间的分隔符。
例如 "(Ljava/lang/String;Landroid/os/FileUtils$FileStatus;)Z"
三、java的封装实现
frameworks/base/core/java/android/os/Power.java //此处路径跟cpp中注册jni处的路径是一致的.待细研究是否有关系
1: package android.os;
2: public class Power
3: {
4: ...
5: public static native int setScreenState(boolean on); //被native修饰的表示调用了非java语言的本地方法
6: ...
7: }
四、java中对其调用
frameworks/base/services/java/com/android/server/PowerManagerService.java
import android.os.Power;
public class PowerManagerService extends IPowerManager.Stub
implements LocalPowerManager, Watchdog.Monitor {
...
int err = Power.setScreenState(on);
...
}
安装NDK,在eclipse里设置关联
首先你在类里面写native方法，如native String printHello();
设置静态方法块 调用so文件，如static {System.loadLibrary("jnitest");}
右键工程-android tools-add native support
编写C/C++文件，对应.c/.cpp,如
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_jnit_MainActivity_printHello
(JNIEnv *env, jobject obj){
return env-NewStringUTF("Hello world !");
}
编译运行
android的jni可以使用c/c++来开发，相比java而言，运行的效率提高了很多，特别是在做一些图像算法，或者游戏逻辑的时候，使用jni将大大的提高效率。比如某个游戏要采用opengl，同样加载一个由1000个多边形组成的3d模型，jni要比java运算快好几倍，这样就保证了游戏运行的fps不会太低。
另外一个好处就是内存管理上面，java的内存管理全部由虚拟机来管理，C++由程序员来管理，利用率上面就好多了。
等等其他优点。
既然这么多的优点，为什么一个android程序不采用纯c来开发呢？因为是android的 UI framework采用java，所以，在UI上面还是采用java来开发。
1.引言
我们知道，Android系统的底层库由c/c++编写，上层Android应用程序通过Java虚拟机调用底层接口，衔接底层c/c++库与Java应用程序间的接口正是JNI（JavaNative Interface)。本文描述了如何在ubuntu下配置AndroidJNI的开发环境，以及如何编写一个简单的c函数库和JNI接口，并通过编写Java程序调用这些接口，最终运行在模拟器上的过程。
2.环境配置
2.1.安装jdk1.6
（1）从jdk官方网站下载jdk-6u29-linux-i586.bin文件。
（2）执行jdk安装文件
[html] view plaincopyprint?
01.$chmod a+x jdk-6u29-linux-i586.bin
02.$jdk-6u29-linux-i586.bin
$chmod a+x jdk-6u29-linux-i586.bin
$jdk-6u29-linux-i586.bin
(3)配置jdk环境变量
[html] view plaincopyprint?
01.$sudo vim /etc/profile
02.#JAVAEVIRENMENT
03.exportJAVA_HOME=/usr/lib/java/jdk1.6.0_29
04.exportJRE_HOME=$JAVA_HOME/jre
05.exportCLASSPATH=$JAVA_HOME/lib:$JRE_HOME/lib:$CLASSPATH
06.exportPATH=$JAVA_HOME/bin:$JRE_HOME/bin:$PATH
$sudo vim /etc/profile
#JAVAEVIRENMENT
exportJAVA_HOME=/usr/lib/java/jdk1.6.0_29
exportJRE_HOME=$JAVA_HOME/jre
exportCLASSPATH=$JAVA_HOME/lib:$JRE_HOME/lib:$CLASSPATH
exportPATH=$JAVA_HOME/bin:$JRE_HOME/bin:$PATH
保存后退出编辑，并重启系统。
（4）验证安装
[html] view plaincopyprint?
01.$java -version
02.javaversion "1.6.0_29"
03.Java(TM)SE Runtime Environment (build 1.6.0_29-b11)
04.JavaHotSpot(TM) Server VM (build 20.4-b02, mixed mode)
05.$javah
06.用法：javah[选项]类
07.其中[选项]包括：
08.-help输出此帮助消息并退出
09.-classpath路径用于装入类的路径
10.-bootclasspath路径用于装入引导类的路径
11.-d目录输出目录
12.-o文件输出文件（只能使用-d或-o中的一个）
13.-jni生成JNI样式的头文件（默认）
14.-version输出版本信息
15.-verbose启用详细输出
16.-force始终写入输出文件
17.使用全限定名称指定类（例
18.如，java.lang.Object）。
$java -version
javaversion "1.6.0_29"
Java(TM)SE Runtime Environment (build 1.6.0_29-b11)
JavaHotSpot(TM) Server VM (build 20.4-b02, mixed mode)
$javah
用法：javah[选项]类
其中[选项]包括：
-help输出此帮助消息并退出
-classpath路径用于装入类的路径
-bootclasspath路径用于装入引导类的路径
-d目录输出目录
-o文件输出文件（只能使用-d或-o中的一个）
-jni生成JNI样式的头文件（默认）
-version输出版本信息
-verbose启用详细输出
-force始终写入输出文件
使用全限定名称指定类（例
如，java.lang.Object）。2.2.安装android应用程序开发环境
ubuntu下安装android应用程序开发环境与windows类似，依次安装好以下软件即可：
（1）Eclipse
（2）ADT
（3）AndroidSDK
与windows下安装唯一不同的一点是，下载这些软件的时候要下载Linux版本的安装包。
安装好以上android应用程序的开发环境后，还可以选择是否需要配置emulator和adb工具的环境变量，以方便在进行JNI开发的时候使用。配置步骤如下：
把emulator所在目录android-sdk-linux/tools以及adb所在目录android-sdk-linux/platform-tools添加到环境变量中，android-sdk-linux指androidsdk安装包android-sdk_rxx-linux的解压目录。
[plain] view plaincopyprint?
01.$sudo vim /etc/profile
02.exportPATH=~/software/android/android-sdk-linux/tools:$PATH
03. exportPATH=~/software/android/android-sdk-linux/platform-tools:$PATH
$sudo vim /etc/profile
exportPATH=~/software/android/android-sdk-linux/tools:$PATH
exportPATH=~/software/android/android-sdk-linux/platform-tools:$PATH
编辑完毕后退出，并重启生效。
2.3.安装NDK
NDK是由android提供的编译android本地代码的一个工具。
（1）从androidndk官网下载ndk，目前最新版本为android-ndk-r6b-linux-x86.tar.bz2.
（2）解压ndk到工作目录：
[plain] view plaincopyprint?
01.$tar -xvf android-ndk-r6b-linux-x86.tar.bz2
02.$sudo mv android-ndk-r6b /usr/local/ndk
$tar -xvf android-ndk-r6b-linux-x86.tar.bz2
$sudo mv android-ndk-r6b /usr/local/ndk
（3）设置ndk环境变量
[plain] view plaincopyprint?
01.$sudo vim /etc/profile
02.exportPATH=/usr/local/ndk:$PATH
$sudo vim /etc/profile
exportPATH=/usr/local/ndk:$PATH
编辑完毕后保存退出，并重启生效
（4）验证安装
[plain] view plaincopyprint?
01.$ cd/usr/local/ndk/samples/hello-jni/
02.$ ndk-build
03.Gdbserver : [arm-linux-androideabi-4.4.3] libs/armeabi/gdbserver
04.Gdbsetup : libs/armeabi/gdb.setup
05.Install : libhello-jni.so = libs/armeabi/libhello-jni.so
$ cd/usr/local/ndk/samples/hello-jni/
$ ndk-build
Gdbserver : [arm-linux-androideabi-4.4.3] libs/armeabi/gdbserver
Gdbsetup : libs/armeabi/gdb.setup
Install : libhello-jni.so = libs/armeabi/libhello-jni.so
3.JNI实现
我们需要定义一个符合JNI接口规范的c/c++接口，这个接口不用太复杂，例如输出一个字符串。接下来，则需要把c/c++接口的代码文件编译成共享库（动态库）.so文件，并放到模拟器的相关目录下。最后，启动Java应用程序，就可以看到最终效果了。
3.1.编写Java应用程序代码
（1）启动Eclipse，新建android工程
Project：JNITest
Package：org.tonny.jni
Activity：JNITest
（2）编辑资源文件
编辑res/values/strings.xml文件如下：
编辑res/layout/main.xml文件
我们在主界面上添加了一个EditText控件和一个Button控件。
（3）编辑JNITest.java文件
static表示在系统第一次加载类的时候，先执行这一段代码，在这里表示加载动态库libJNITest.so文件。
再看这一段：
[java] view plaincopyprint?
01.privatenativeString GetReply();
privatenativeString GetReply();
native表示这个方法由本地代码定义，需要通过jni接口调用本地c/c++代码。
[java] view plaincopyprint?
01.publicvoidonClick(View arg0) {
02.edtName.setText(reply);
03.}
publicvoidonClick(View arg0) {
edtName.setText(reply);
}
这段代码表示点击按钮后，把native方法的返回的字符串显示到EditText控件。
（4）编译工程，生成.class文件。
3.2.用javah工具生成符合JNI规范的c语言头文件
在终端中，进入android工程所在的bin目录
[plain] view plaincopyprint?
01.$cd ~/project/Android/JNITest/bin
$cd ~/project/Android/JNITest/bin
我们用ls命令查看，可以看到bin目录下有个classes目录，其目录结构为classes/org/tonny/jni，即classes的子目录结构是android工程的包名org.tonny.jni。请注意，下面我们准备执行javah命令的时候，必须进入到org/tonny/jni的上级目录，即classes目录，否则javah会提示找不到相关的java类。
下面继续：
[plain] view plaincopyprint?
01.$cd classes
02.$javah org.tonny.jni.JNITest
03.$ls
04.org org_tonny_jni_JNITest.h
$cd classes
$javah org.tonny.jni.JNITest
$ls
org org_tonny_jni_JNITest.h
执行javahorg.tonny.jni.JNITest命令，在classes目录下会生成org_tonny_jni_JNITest.h头文件。如果不进入到classes目录下的话，也可以这样：
[plain] view plaincopyprint?
01.$javah -classpath ~/project/Android/JNITest/bin/classesorg.tonny.jni.JNITest
$javah -classpath ~/project/Android/JNITest/bin/classesorg.tonny.jni.JNITest
-classpath 参数表示装载类的目录。
3.3.编写c/c++代码
生成org_tonny_jni_JNITest.h头文件后，我们就可以编写相应的函数代码了。下面在android工程目录下新建jni目录，即~/project/Android/JNITest/jni，把org_tonny_jni_JNITest.h头文件拷贝到jni目录下，并在jni目录下新建org_tonny_jni_JNITest.c文件，编辑代码如下：
[cpp] view plaincopyprint?
01.#includejni.h
02.#includestring.h
03.#include"org_tonny_jni_JNITest.h"
04.
05.
06.JNIEXPORTjstring JNICALLJava_org_tonny_jni_JNITest_GetReply
07.(JNIEnv *env, jobject obj){
08.return(*env)-NewStringUTF(env,(char*)"Hello,JNITest");
09.}
#includejni.h
#includestring.h
#include"org_tonny_jni_JNITest.h"
JNIEXPORTjstring JNICALLJava_org_tonny_jni_JNITest_GetReply
(JNIEnv *env, jobject obj){
return(*env)-NewStringUTF(env,(char*)"Hello,JNITest");
}
我们可以看到，该函数的实现相当简单，返回一个字符串为："Hello,JNITest"
3.4.编写Android.mk文件
在~/project/Android/JNITest/jni目录下新建Android.mk文件，android可以根据这个文件的编译参数编译模块。编辑Android.mk文件如下：
[plain] view plaincopyprint?
01.LOCAL_PATH:= $(call my-dir)
02.include$(CLEAR_VARS)
03.LOCAL_MODULE := libJNITest
04.LOCAL_SRC_FILES:= org_tonny_jni_JNITest.c
05.include$(BUILD_SHARED_LIBRARY)
LOCAL_PATH:= $(call my-dir)
include$(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := libJNITest
LOCAL_SRC_FILES:= org_tonny_jni_JNITest.c
include$(BUILD_SHARED_LIBRARY)
LOCAL_MODULE表示编译的动态库名称
LOCAL_SRC_FILES 表示源代码文件
3.5.用ndk工具编译并生成.so文件
进入到JNITest的工程目录，执行ndk-build命令即可生成libJNITest.so文件。
[plain] view plaincopyprint?
01.$cd ~/project/Android/JNITest/
02.$ndk-build
03.Invalidattribute name:
04.package
05.Install : libJNITest.so = libs/armeabi/libJNITest.so
$cd ~/project/Android/JNITest/
$ndk-build
Invalidattribute name:
package
Install : libJNITest.so = libs/armeabi/libJNITest.so
可以看到，在工程目录的libs/armeabi目录下生成了libJNITest.so文件。
3.6.在模拟器上运行
（1）首先，我们把android模拟器启动起来。进入到emulator所在目录，执行emulator命令：
[plain] view plaincopyprint?
01.$cd ~/software/android/android-sdk-linux/tools
02.$./emulator @AVD-2.3.3-V10 -partition-size 512
$cd ~/software/android/android-sdk-linux/tools
$./emulator @AVD-2.3.3-V10 -partition-size 512
AVD-2.3.3-V10表示你的模拟器名称，与在Eclipse-AVDManager下的AVDName对应，-partition-size表示模拟器的存储设备容量。
（2）接下来，我们需要把libJNITest.so文件拷贝到模拟器的/system/lib目录下，执行以下命令：
[plain] view plaincopyprint?
01.$cd ~/project/Android/JNITest/libs/armeabi/
02.$adb remount
03.$adb push libJNITest.so /system/lib
04.80 KB/s (10084 bytes in 0.121s)
$cd ~/project/Android/JNITest/libs/armeabi/
$adb remount
$adb push libJNITest.so /system/lib
80 KB/s (10084 bytes in 0.121s)
当在终端上看到有80 KB/s (10084 bytes in 0.121s)传输速度等信息的时候，说明拷贝成功。
（3）在终端上执行JNITest程序，这个我们可以在Eclipse下，右键点击JNITest工程，RunAs-Android Application，即可在模拟器上启动程序
