23JNI與Android VM之關(guān)系.doc

23.JNI與AndroidVM之關(guān)系1.從如何載入*.so檔案談起由于Android的應(yīng)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虛擬機器(VM:VirtualMachine)來執(zhí)行之。VM在Android平臺里，扮演很重要的角色。此外，在執(zhí)行Java類別的過程中，如果Java類別需要與C組件溝通時，VM就會去加載C組件，然后讓Java的函數(shù)順利地呼叫到C組件的函數(shù)。此時，VM扮演著橋梁的角色，讓Java與C組件能透過標(biāo)準(zhǔn)的JNI接口而相互溝通。應(yīng)用層級的Java類別是在虛擬機器(VM:VitualMachine)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的檔名)；例如，在上一節(jié)的范例里的NativeJniAdder類別，其程序代碼：看看Android框架里所提供的MediaPlayer.java類別，內(nèi)含指令：publicclassMediaPlayerstaticSystem.loadLibrary(media_jni)；.這要求VM去加載Android的/system/lib/libmedia_jni.so檔案。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(dāng)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JNI1.1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JNI1.4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)，其程序代碼片段為：/#defineLOG_NDEBUG0#defineLOG_TAGMediaPlayer-JNIjintJNI_OnLoad(JavaVM*vm,void*reserved)JNIEnv*env=NULL；jintresult=-1；if(vm-GetEnv(void*)&env,JNI_VERSION_1_4)!=JNI_OK)LOGE(ERROR:GetEnvfailedn)；gotobail；assert(env!=NULL)；if(register_android_media_MediaPlayer(env)0)LOGE(ERROR:MediaPlayernativeregistrationfailedn)；gotobail；if(register_android_media_MediaRecorder(env)0)LOGE(ERROR:MediaRecordernativeregistrationfailedn)；gotobail；if(register_android_media_MediaScanner(env)0)LOGE(ERROR:MediaScannernativeregistrationfailedn)；gotobail；if(register_android_media_MediaMetadataRetriever(env)0)LOGE(ERROR:MediaMetadataRetrievernativeregistrationfailedn)；gotobail；/*success-returnvalidversionnumber*/result=JNI_VERSION_1_4；bail:returnresult；/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)GetEnv(void*)&env,JNI_VERSION_1_4)!=JNI_OK)LOGE(ERROR:GetEnvfailedn)；gotobail；由于VM通常是多執(zhí)行緒(Multi-threading)的執(zhí)行環(huán)境。每一個執(zhí)行緒在呼叫JNI_OnLoad()時，所傳遞進來的JNIEnv指標(biāo)值都是不同的。為了配合這種多執(zhí)行緒的環(huán)境，C組件開發(fā)者在撰寫本地函數(shù)時，可藉由JNIEnv指標(biāo)值之不同而避免執(zhí)行緒的數(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的多執(zhí)行緒VM里安全地執(zhí)行。基于這個理由，當(dāng)在呼叫C組件的函數(shù)時，都會將JNIEnv指標(biāo)值傳遞給它，如下：jintJNI_OnLoad(JavaVM*vm,void*reserved)JNIEnv*env=NULL；.if(register_android_media_MediaPlayer(env)MonitorEnter(env,obj)!=JNI_OK).查看是否已經(jīng)有其它執(zhí)行緒進入此對象，如果沒有，此執(zhí)行緒就進入該對象里執(zhí)行了。還有，也可撰寫下述指令：if(*env)-MonitorExit(env,obj)!=JNI_OK)查看是否此執(zhí)行緒正在此對象內(nèi)執(zhí)行，如果是，此執(zhí)行緒就會立即離開。3.registerNativeMethods()函數(shù)之用途應(yīng)用層級的Java類別透過VM而呼叫到本地函數(shù)。一般是仰賴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檔案里的程序代碼片段如下：/#defineLOG_NDEBUG0#defineLOG_TAGMediaPlayer-JNIstaticJNINativeMethodgMethods=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,；staticintregister_android_media_MediaPlayer(JNIEnv*env)returnAndroidRuntime:registerNativeMethods(env,android/media/MediaPlayer,gMethods,NELEM(gMethods)；./jintJNI_OnLoad(JavaVM*vm,void*reserved)if(register_android_media_MediaPlayer(env)0)LOGE(ERROR:MediaPlayernativeregistrationfailedn)；gotobail；.當(dāng)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()