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Android 6.0 系统学习之 JNI

JNI 全称 Java Native Interface，Java 本地调用，实现两种功能：

Java 程序调用 Native(C/C++) 语言写的函数。
Native(C/C++) 程序调用 Java 层函数。

JNI 是 Java 提供的机制。

Java 想要调用 C/C++ 库代码，在中间需要一个 JNI 库，结构像下面这样：

    Java 代码          ↓     JNI 库 （lib***_jni.so)          ↓     Native (lib***.so)

Java 中加载 JNI 库

在 Android 中，需要调用 JNI 的类都要首先对 JNI 库进行加载：

System.loadLibrary("***_jni");

通过这个就可以知道某个累是否使用了 JNI 方法。

我在 Android 6.0 的代码里搜索了一下，有数百处使用到的地方。例如 Android 系统中重要的 SystemServer 类，在其创建的时候就有一句：

// Initialize native services. System.loadLibrary("android_servers");

看来 SystemServer 用到了 Native 库，其 JNI 库的名字叫 libandroid_servers.so。

System.loadLibrary 需要在进行 JNI 调用之前调用，先将 JNI 库加载进来。

JNI 中的 Native 方法，要在 Java 中使用，需要在 Java 中创建带有 native 关键字的同名函数。

接着在 SystemServer 的代码中搜索 native，只找到一处：

private static native void startSensorService();

因是 SystemServer 是用来启动 Android 中关键服务的，它自己加载 libandroid_servers.so 后，其他服务就可以直接声明 JNI 方法使用，而不用重复加载了。

例如，在 LightsService 中，有：

private static native long init_native(); private static native void finalize_native(long ptr); static native void setLight_native(long ptr, int light, int color, int mode,         int onMS, int offMS, int brightnessMode); ...

在 PowerManagerService 中，有：

private native void nativeInit(); private static native void nativeAcquireSuspendBlocker(String name); private static native void nativeReleaseSuspendBlocker(String name); private static native void nativeSetInteractive(boolean enable); private static native void nativeSetAutoSuspend(boolean enable); private static native void nativeSendPowerHint(int hintId, int data); private static native void nativeSetFeature(int featureId, int data); ...

他们都没有再 System.loadLibrary。

JNI 库的实现

这么多关键服务都需要 libandroid_servers.so 中的 JNI 方法，这个库也是够神通广大的。实现它的代码在哪里？怎样才能找到呢？

JNI 库中的函数的命名方式与 Java 中的方法有着严格的对应规则。

例如，SystemServer 的类名的全称是 com.android.server.SystemServer，前文说过它自己有唯一一个 JNI 调用 startSensorService，那么 Android 的代码中必然有一个函数为 android_server_SystemServer_startSensorService 。

它位于 frameworks/base/services/core/jni/com_android_server_SystemServer.cpp ，方法实现为：

static void android_server_SystemServer_startSensorService(JNIEnv* /* env */, jobject /* clazz */) {     char propBuf[PROPERTY_VALUE_MAXIEEWONG@GMAIL.COM];     property_get("system_init.startsensorservice", propBuf, "1");     if (strcmp(propBuf, "1") == 0) {         // Start the sensor service         SensorService::instantiate();     }

我们再来看 LightsService，它的类全称为 com.android.server.lights.LightsService，它用到了一个 JNI 调用为 setLight_native ，那么必然也有一个函数名为 android_server_lights_LightsService_setLight_native ，不过并没有找到 。但是我找到了 setLight_native ，即同名的 Native 实现，这就是对应的 JNI 实现，它位于 frameworks/base/services/core/jni/com_android_server_lights_LightsService.cpp 下。同名是如何做到的呢？看看代码就明白了：

static void setLight_native(JNIEnv* /* env */, jobject /* clazz */, jlong ptr,         jint light, jint colorARGB, jint flashMode, jint onMS, jint offMS, jint brightnessMode) {     ... }  static JNINativeMethod method_table[] = {     { "init_native", "()J", (void*)init_native },     { "finalize_native", "(J)V", (void*)finalize_native },     { "setLight_native", "(JIIIIII)V", (void*)setLight_native }, };  int register_android_server_LightsService(JNIEnv *env) {     return jniRegisterNativeMethods(env, "com/android/server/lights/LightsService",             method_table, NELEM(method_table)); }

它通过一个 table 把前面那一大堆前缀（"com/android/server/lights/LightsService"）给提前注册了，这样 Java 调用时，JNI 层就知道有同名函数了。

这里的分析还是比较粗浅的，对 JNI 的详细规则也没有深入学习，因为我暂时还没有这方面的需求，对于看到、认识、明白怎么回事，目前来说就已经足够了。

libandroid_servers.so 是如何生成的？

通过前面两次 JNI 实现的寻找，我们发现它们位于 frameworks/base/services/core/jni/ 下的不同文件中。他们是怎么组织最终构建出 libandroid_servers.so 的？这是我想到的最后一个问题。

首先， libandroid_servers 这个名字肯定是我们在 Makefile 里面起的，在 Android 下就是 Android.mk。在代码中搜索 libandroid_servers ，找到 frameworks/base/services/Android.mk ：

# native library # =============================================================  include $(CLEAR_VARS)  LOCAL_SRC_FILES := LOCAL_SHARED_LIBRARIES :=  # include all the jni subdirs to collect their sources include $(wildcard $(LOCAL_PATH)/*/jni/Android.mk)  LOCAL_CFLAGS += -DEGL_EGLEXT_PROTOTYPES -DGL_GLEXT_PROTOTYPES  LOCAL_MODULE:= libandroid_servers  include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

其中：

# include all the jni subdirs to collect their sources include $(wildcard $(LOCAL_PATH)/*/jni/Android.mk)

把所有子目录下的 jni 都收集起来，编译为 LOCAL_MODULE libandroid_servers 。并且是以动态库的形式，因为 JNI 库必需动态库。

至此对于 JNI 的入门学习就算完成了。在接下来学习 Android 代码时，遇到带 native 的、遇到一大堆下划线的方法，来者不拒了 。

正文到此结束

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