Android NDK 开发（四）java传递数据到C【转】

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        前面几篇文章介绍了Android NDK开发的简单概念、常见错误及处理和从第一个Hello World开始实际做一个简单的JNI开发示例，相信看完之后，大家对NDK开发有了一个概念上的认识了，那么接下来我们需要再深入一下NDK的开发，我们知道NDK开发就是使用JNI这层“协议”在Java和C之间起个“桥梁”的作用，将Java和Native C之间联立起来，让Java和C直接的数据进行互调。谈到Java和C之间的数据调用，那么Java是怎样传递数据到C中的呢，C拿到数据处理完后又怎样将处理后的数据回传给Java的呢？先别急，接下来我们就看看Java怎么传递数据给C的。

1，建立一个Android工程，在工程下建立一个DataProvider类，在这个类里定义3个native方法，如下：

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  1. package com.example.ndktransferdata;  
  2.   
  3. public class DataProvider {  
  4.     /** 
  5.      * 把两个java中的int传递给C语言,c语言处理完毕后，把相加的结果返回给java 
  6.      *  
  7.      * @param x 
  8.      * @param y 
  9.      * @return 
  10.      */  
  11.     public native int add(int x, int y);  
  12.     /** 
  13.      * 把java中的String传递给c语言，c语言获取后，在string后面添加一个hello字符串，返回给java 
  14.      *  
  15.      * @param s 
  16.      * @return 
  17.      */  
  18.     public native String sayHelloInC(String s);  
  19.     /** 
  20.      * 把java中的一个int数组传递给C语言，C语言接收这个数组，把int数组中的每一个元素+10，然后返回给Java 
  21.      *  
  22.      * @param iNum 
  23.      * @return 
  24.      */  
  25.     public native int[] intMethod(int[] iNum);  
  26. }  

2，用Javah编译头文件

做到这一步发现了一个问题，从描述上看应该是编码错误，这里错误的使用了GBK来编译java文件了，改成UTF-8就没问题，只要在javah命令后面添加 -encoding utf-8，为编译器提供编码环境就行，下面是改正后的结果：

说明native代码的函数签名已经生成了，我们将这个生成的函数签名头文件剪切到jni目录下，在c代码中引用这个头文件就好了。

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  1. /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */  
  2. #include <jni.h>  
  3. /* Header for class com_example_ndktransferdata_DataProvider */  
  4.   
  5. #ifndef _Included_com_example_ndktransferdata_DataProvider  
  6. #define _Included_com_example_ndktransferdata_DataProvider  
  7. #ifdef __cplusplus  
  8. extern "C" {  
  9. #endif  
  10. /* 
  11.  * Class:     com_example_ndktransferdata_DataProvider 
  12.  * Method:    add 
  13.  * Signature: (II)I 
  14.  */  
  15. JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_ndktransferdata_DataProvider_add  
  16.   (JNIEnv *, jobject, jint, jint);  
  17.   
  18. /* 
  19.  * Class:     com_example_ndktransferdata_DataProvider 
  20.  * Method:    sayHelloInC 
  21.  * Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String; 
  22.  */  
  23. JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_ndktransferdata_DataProvider_sayHelloInC  
  24.   (JNIEnv *, jobject, jstring);  
  25.   
  26. /* 
  27.  * Class:     com_example_ndktransferdata_DataProvider 
  28.  * Method:    intMethod 
  29.  * Signature: ([I)[I 
  30.  */  
  31. JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_example_ndktransferdata_DataProvider_intMethod  
  32.   (JNIEnv *, jobject, jintArray);  
  33.   
  34. #ifdef __cplusplus  
  35. }  
  36. #endif  
  37. #endif  

3,编写C语言代码

        之前在第二步的时候我们编译好了函数签名的头文件，所以这里我们就需要用过头文件中的方法签名了，一共包含3个这样的native函数，函数里实现是这样的：

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  1. #include<stdio.h>  
  2. #include<jni.h>  
  3. #include<malloc.h>  
  4. #include<string.h>  
  5. #include"com_example_ndktransferdata_DataProvider.h"  
  6. #include<android/log.h>  
  7. #define LOG_TAG "System.out.c"  
  8. #define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)  
  9. #define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)  
  10.   
  11. /** 
  12.  * 返回值 char* 这个代表char数组的首地址 
  13.  *  Jstring2CStr 把java中的jstring的类型转化成一个c语言中的char 字符串 
  14.  */  
  15. char* Jstring2CStr(JNIEnv* env, jstring jstr) {  
  16.     char* rtn = NULL;  
  17.     jclass clsstring = (*env)->FindClass(env, "java/lang/String"); //String  
  18.     jstring strencode = (*env)->NewStringUTF(env, "GB2312"); // 得到一个java字符串 "GB2312"  
  19.     jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, clsstring, "getBytes",  
  20.             "(Ljava/lang/String;)[B"); //[ String.getBytes("gb2312");  
  21.     jbyteArray barr = (jbyteArray)(*env)->CallObjectMethod(env, jstr, mid,  
  22.             strencode); // String .getByte("GB2312");  
  23.     jsize alen = (*env)->GetArrayLength(env, barr); // byte数组的长度  
  24.     jbyte* ba = (*env)->GetByteArrayElements(env, barr, JNI_FALSE);  
  25.     if (alen > 0) {  
  26.         rtn = (char*) malloc(alen + 1); //""  
  27.         memcpy(rtn, ba, alen);  
  28.         rtn[alen] = 0;  
  29.     }  
  30.     (*env)->ReleaseByteArrayElements(env, barr, ba, 0); //  
  31.     return rtn;  
  32. }  
  33.   
  34. JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_ndktransferdata_DataProvider_add(  
  35.         JNIEnv * env, jobject obj, jint x, jint y) {  
  36.     LOGD("x = %d", x);  
  37.     LOGD("y = %d", y);  
  38.     return x + y;  
  39. }  
  40.   
  41. JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_ndktransferdata_DataProvider_sayHelloInC(  
  42.         JNIEnv * env, jobject obj, jstring jstr) {  
  43.     char* cstr = Jstring2CStr(env, jstr);  
  44.     LOGD("cstr = %s", cstr);  
  45.     char arr[7] = { ' ', 'h', 'e', 'l', 'l', 'o', '' };  
  46.     strcat(cstr, arr);  
  47.     LOGD("new cstr = %s", cstr);  
  48.     return (*env)->NewStringUTF(env, cstr);  
  49. }  
  50.   
  51. JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_example_ndktransferdata_DataProvider_intMethod(  
  52.         JNIEnv * env, jobject obj, jintArray jarr) {  
  53.     //获取传递进来数组的长度  
  54.     int len = (*env)->GetArrayLength(env, jarr);  
  55.     //获取传递进来数组的元素，即数组首地址  
  56.     jint* intArr = (*env)->GetIntArrayElements(env, jarr, 0);  
  57.     int i = 0;  
  58.     for (; i < len; i++) {  
  59.         //打印处理前的数组元素  
  60.         LOGD("intArr[%d] = %d", i, intArr[i]);  
  61.         //遍历数组元素+10  
  62.         *(intArr + i) += 10;  
  63.     }  
  64.     return jarr;  
  65. }  

4，配置Android.mk文件

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  1. LOCAL_PATH := $(call my-dir)  
  2.   
  3. include $(CLEAR_VARS)  
  4.   
  5. LOCAL_MODULE    := Hello  
  6.   
  7. LOCAL_SRC_FILES := Hello.c  
  8.   
  9. LOCAL_LDLIBS += -llog  
  10.   
  11. include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)  

光配置Android.mk文件大致就可以了，但是还需要解决一个版本兼容问题，做法是在jni目录下新建Application.mk文件，加上

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  1. APP_PLATFORM := android-8  

5，编译C语言代码

6，Java代码中处理返回的数据

       Java中传递数据到C代码中，C代码处理完后返回给Java，这时候Java拿到数据后就可以做自己的一些业务操作了，首先我们编译完Native代码后，先Refresh一下工程，然后clean一下工程，编写如下的测试案例：

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  1. public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener {  
  2.   
  3.     // 加载本地库文件  
  4.     static {  
  5.         System.loadLibrary("Hello");  
  6.     }  
  7.   
  8.     private Button btn1, btn2, btn3;  
  9.     private DataProvider provider;  
  10.     @Override  
  11.     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
  12.         super.onCreate(savedInstanceState);  
  13.         setContentView(R.layout.activity_main);  
  14.         btn1 = (Button) findViewById(R.id.btn1);  
  15.         btn2 = (Button) findViewById(R.id.btn2);  
  16.         btn3 = (Button) findViewById(R.id.btn3);  
  17.         btn1.setOnClickListener(this);  
  18.         btn2.setOnClickListener(this);  
  19.         btn3.setOnClickListener(this);  
  20.         provider = new DataProvider();  
  21.     }  
  22.     @Override  
  23.     public void onClick(View v) {  
  24.         switch (v.getId()) {  
  25.             case R.id.btn1 : // 传递2个int给C代码  
  26.                 int result = provider.add(3, 5);  
  27.                 Toast.makeText(this, "相加的结果：" + result, 0).show();  
  28.                 break;  
  29.             case R.id.btn2 : // 传递string给C代码  
  30.                 String str = provider.sayHelloInC("zhang san");  
  31.                 Toast.makeText(this, str, 0).show();  
  32.                 break;  
  33.             case R.id.btn3 : // 传递int数组给C代码  
  34.                 int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};  
  35.                 provider.intMethod(arr);  
  36.                 for (int i = 0; i < arr.length; i++) {  
  37.                     System.out.println("arr[" + i + "] = " + arr[i]);  
  38.                 }  
  39.                 break;  
  40.             default :  
  41.                 break;  
  42.         }  
  43.     }  
  44.   
  45. }  

        运行一下工程，注意：这里只能开启arm模拟器，如果是x86模拟器会安装apk时候报错，因为这段native代码只编写了arm支持的版本，没有支持x86。如果在运行测试的时候出现一些错误的话，请参考上篇文章中提示慢慢解决。Android NDK开发——常见错误集锦以及LOG使用

测试1：Java传递2个int给C


Logcat输出：


测试2：Java传递string给C


Logcat输出：


测试3：Java传递int数组给C

Logcat输出：


总结：

        上述这个简单的示例可以说明ndk开发中，Java是怎样将数据传递给C代码的了，程序中只是简单的介绍了3种数据类型int，string和int[]，这是远远不够的，因为Java支持的数据类型比较多，这时候怎么办？好，有了上面的例子，我们可以举一反三了，在之前的博客中我也强调过ndk解压包下的jni.h这个文件的重要性，这个文件不仅仅定义了Java数据类型在C语言中的表示，看一下源码，就发现一种一一映射的关系：

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  1. ......  
  2. typedef uint8_t         jboolean;       /* unsigned 8 bits */  
  3. typedef int8_t          jbyte;          /* signed 8 bits */  
  4. typedef uint16_t        jchar;          /* unsigned 16 bits */  
  5. typedef int16_t         jshort;         /* signed 16 bits */  
  6. typedef int32_t         jint;           /* signed 32 bits */  
  7. typedef int64_t         jlong;          /* signed 64 bits */  
  8. typedef float           jfloat;         /* 32-bit IEEE 754 */  
  9. typedef double          jdouble;        /* 64-bit IEEE 754 */  
  10. #else  
  11. typedef unsigned char   jboolean;       /* unsigned 8 bits */  
  12. typedef signed char     jbyte;          /* signed 8 bits */  
  13. typedef unsigned short  jchar;          /* unsigned 16 bits */  
  14. typedef short           jshort;         /* signed 16 bits */  
  15. typedef int             jint;           /* signed 32 bits */  
  16. typedef long long       jlong;          /* signed 64 bits */  
  17. typedef float           jfloat;         /* 32-bit IEEE 754 */  
  18. typedef double          jdouble;        /* 64-bit IEEE 754 */  
  19. ......  

另外还有一个非常重要的结构体JNINativeInterface，这里面定义了很多C函数，只要看懂大致意思就可以试着去调用这些函数，这些函数在native开发中显得特别重要：

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  1. ......    
  2.   jbooleanArray (*NewBooleanArray)(JNIEnv*, jsize);  
  3.     jbyteArray    (*NewByteArray)(JNIEnv*, jsize);  
  4.     jcharArray    (*NewCharArray)(JNIEnv*, jsize);  
  5.     jshortArray   (*NewShortArray)(JNIEnv*, jsize);  
  6.     jintArray     (*NewIntArray)(JNIEnv*, jsize);  
  7.     jlongArray    (*NewLongArray)(JNIEnv*, jsize);  
  8.     jfloatArray   (*NewFloatArray)(JNIEnv*, jsize);  
  9.     jdoubleArray  (*NewDoubleArray)(JNIEnv*, jsize);  
  10.   
  11.     jboolean*   (*GetBooleanArrayElements)(JNIEnv*, jbooleanArray, jboolean*);  
  12.     jbyte*      (*GetByteArrayElements)(JNIEnv*, jbyteArray, jboolean*);  
  13.     jchar*      (*GetCharArrayElements)(JNIEnv*, jcharArray, jboolean*);  
  14.     jshort*     (*GetShortArrayElements)(JNIEnv*, jshortArray, jboolean*);  
  15.     jint*       (*GetIntArrayElements)(JNIEnv*, jintArray, jboolean*);  
  16.     jlong*      (*GetLongArrayElements)(JNIEnv*, jlongArray, jboolean*);  
  17.     jfloat*     (*GetFloatArrayElements)(JNIEnv*, jfloatArray, jboolean*);  
  18.     jdouble*    (*GetDoubleArrayElements)(JNIEnv*, jdoubleArray, jboolean*);  
  19. ......  

源码比较长，有兴趣的朋友自己翻看一下，这里只贴部分。

源码请在这里下载

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