Android动态注册NDK函数

前言

之前在 https://kuangtant.gitee.io/2021/12/12/android-studio-sheng-cheng-so-wen-jian/ 一文讲过在Android Studio中java与so文件的关系，和简单实现相互的调用，文章里面介绍的native函数调用属于静态调用，原理是Java代码中的native方法与so中的JNI方法一一对应，当Java层调用so层的函数时，如果发现其上有JNIEXPORT和JNICALL两个宏定义声明时，就会将so层函数链接到对应的native方法上。本文将介绍一下安卓NDK动态注册函数。

实现例子

c++文件

创建过程和静态创建过程一致，主要不同在于其中的内容。

写待注册函数

动态函数注册，需要准备被注册的函数，这里被注册的函数就没有静态注册函数那样严格，可以直接写函数主体，不需要其它宏定义，例如，实现加减法的native函数：

jint addAB(JNIEnv *env, jobject thiz, jint a, jint b)
{
    return a + b;
}
jint subAB(JNIEnv *env, jobject thiz, jint a, jint b)
{
    return a - b;
}

写JNINativeMethod数组

JNINativeMethod是一个结构体，在jni.h文件中有定义:

typedef struct {
    const char* name;  //Java层native函数名
    const char* signature; //Java函数签名，记录参数类型和个数，以及返回值类型
    void*       fnPtr; //Native层对应的函数指针
} JNINativeMethod;

动态注册方法需要一个数组将我们想要的东西记录下来，方便动态调用注册。

1	JNINativeMethod methods[] = {} //三个参数：java层函数名，java函数签名，native函数指针

java函数名和native函数指针就不需要介绍了，主要要注意一下java函数签名，其类型为字符串，由一对小括号和若干签名符号组成，其中括号内写传入参数的签名符号，没有参数则不写，括号外写返回参数的签名符号。

签名符号	C/C++	java
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
[Z	jbooleanArray	boolean[]
[I	jintArray	int[]
[J	jlongArray	long[]
[D	jdoubleArray	double[]
[F	jfloatArray	float[]
[B	jbyteArray	byte[]
[C	jcharArray	char[]
[S	jshortArray	short[]
L+完整包名+类名	jobject	class

例如：Java层函数String getString(int a,int b)的方法签名就是(II)Ljava/lang/String;。

所以，综合以上内容，JNINativeMethod数组，即函数映射表，我们写为：

JNINativeMethod methods[] =
        {
                {"add","(II)I",(void*)addAB},
                {"sub","(II)I",(void*)subAB},
                {"iWillGet","()Ljava/lang/String;",(void*)getString}
        };

写JNI_OnLoad方法

之所以要写JNI_OnLoad方法，是因为在java层，System.loadLibrary()执行后，将会自动调用JNI_OnLoad方法。

动态注册函数代码，应该

调用FindClass方法，获取java对象
调用RegisterNatives方法，传入java对象、JNINativeMethod数组以及注册数目完成注册

jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
{
    JNIEnv* env = NULL;
    if (vm->GetEnv((void**)&env, JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) return JNI_FALSE;
    //获取java对象
    jclass clazz = env->FindClass("com/qqq/test/autimaticso/MainActivity");
    if (clazz == NULL) return JNI_FALSE;
    
    //调用RegisterNatives方法，传入java对象、函数映射表以及注册数目完成注册注册
    if (env->RegisterNatives(clazz, methods, sizeof(methods)/ sizeof(methods[0])) < 0) return JNI_FALSE;//注册失败，返回值小于0
   
    return JNI_VERSION_1_6; //注册成功返回JNI版本
}

jni代码

最终的jni代码如下：

#include <jni.h>
#include <string>

//静态注册函数部分
extern "C"
JNIEXPORT jstring

JNICALL
Java_com_qqq_test_autimaticso_MainActivity_stringFromJNI(JNIEnv *env, jobject thiz)
{
    std::string hello = "Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}

//动态注册函数部分

jint addAB(JNIEnv *env, jobject thiz, jint a, jint b)
{
    return a + b;
}

jint subAB(JNIEnv *env, jobject thiz, jint a, jint b)
{
    return a - b;
}

jstring getString(JNIEnv *env, jobject thiz)
{
    std::string hello = "you got it";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}
//函数映射表
JNINativeMethod methods[] =
        {
                {"add","(II)I",(void*)addAB},
                {"sub","(II)I",(void*)subAB},
                {"iWillGet","()Ljava/lang/String;",(void*)getString}
        };

jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
{
    JNIEnv* env = NULL;
    if (vm->GetEnv((void**)&env, JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) return JNI_FALSE;
    jclass clazz = env->FindClass("com/qqq/test/autimaticso/MainActivity");
    if (clazz == NULL) return JNI_FALSE;
    if (env->RegisterNatives(clazz, methods, sizeof(methods)/ sizeof(methods[0])) < 0) return JNI_FALSE;
    return JNI_VERSION_1_6;
}

java文件

java代码就比较简单，动态和静态函数注册写法都一样，这里就直接贴代码了

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener{
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        
        // Example of a call to a native method
        TextView tv = (TextView) findViewById(R.id.sample_text);
        tv.setText(stringFromJNI());
        tv.setOnClickListener(this);
    }

    public native String stringFromJNI();
    public native int add(int a1, int a2);
    public native int sub(int a1, int a2);
    public native String iWillGet();
    @Override
    public void onClick(View v) {
        Toast.makeText(this, "add:"+add(1,2), Toast.LENGTH_SHORT).show();
        Toast.makeText(this, "sub:"+sub(2,1), Toast.LENGTH_SHORT).show();
        Toast.makeText(this, iWillGet(), Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
}