Android：JNA實踐（附Demo）

一、JNA和JNI的對比

  1.JNI的調用流程

　　Android應用開發中要實現Java和C，C++層交互時，想必首先想到的是JNI，但是JNI的使用過程十分繁瑣，需要自己再封裝一層JNI接口進行轉換（使用SUN規定的數據結構去替代C語言的數據結構），包名、函數名等都要匹配，難以閱讀和更新。

　　如下圖是通過JNI實現Java調用C層的方法流程：

　　

  2.什么是JNA？與JNI有什么差異？

　　JNA(Java Native Access)：建立在JNI之上的Java開源框架，SUN主導開發，用來調用C、C++代碼，尤其是底層庫文件（windows中叫dll文件，linux下是so【shared object】文件）。JNA簡化了Java調用原生函數的過程，原理是提供了一個動態的C語言編寫的轉發器（實際上也是一個動態鏈接庫，在Linux-i386中文件名是：libjnidispatch.so）可以自動實現Java與C之間的數據類型映射。

　　相比JNI，JNA只需要導入一個.jar和一個.so，然后就可以在Java中直接聲明so中公開的函數並調用，十分方便。而JNA有兩個小缺點：（1）性能上會比通過JNI調用動態鏈接庫要稍低，但總體影響不大，因為JNA也避免了JNI的一些平台配置的開銷。（2）因為JNA調用是直接在Java層實現，所以反過來C層無法直接通過JNA調用Java方法，但是Java層可以把方法模擬函數指針傳到c層進行回調。

 

　　

 

  二、JNA實踐

 

　　1. jna.jar包和libjnidispatch.so庫文件下載

　　

 　　  JNA項目的Git Hub地址： https://github.com/java-native-access/jna ， libjnidispatch.so 包含在android-armv7.jar中，以及 jna.jar 都在 dist 目錄下。

　　

　　2.導入jar包和so到Android studio工程

　　（1）目錄結構

　　  

 

　　（2）build.gradle 配置

apply plugin: 'com.android.library'

android {
    ......
    sourceSets{
        main{
            jniLibs.srcDirs = ['src/main/jniLibs']
        }
    }
    ......
}

dependencies {
    implementation fileTree(include: ['*.jar'], dir: 'libs')
    ......      
}

 

 　　 3.代碼實現

 　　  （1）新建一個Java接口直接加載第三方動態庫 libnanovoice.so

　　　　其中libnanovoice.so對於應的頭文件(.h)內容如下：

#ifndef __JB_NANOSIC__H__
#define __JB_NANOSIC__H__

#ifdef __cplusplus
extern "C" { 
#endif

typedef void (*AppCallback) (char* data,int datalen);

int nano_open(AppCallback cb);
int nano_close(void);

#ifdef __cplusplus
}
#endif


#endif

　　　　根據動態庫提供的頭文件里函數聲明，編寫JnaNanovoice.java 內容如下：

package com.lxl.nanosic.voice;

import com.sun.jna.Callback;
import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;
import com.sun.jna.NativeLibrary;
import com.sun.jna.Pointer;

public interface JnaNanovoice extends Library {
    public static final String JNA_LIBRARY_NAME = "nanovoice";
    public static final NativeLibrary JNA_NATIVE_LIB = NativeLibrary.getInstance(JnaNanovoice.JNA_LIBRARY_NAME);
    public static final JnaNanovoice INSTANCE = (JnaNanovoice)Native.loadLibrary(JnaNanovoice.JNA_LIBRARY_NAME, JnaNanovoice.class); //直接加載第三方動態庫

    //定義接口AppCallback，繼承自com.sun.jna.Callback
    public interface AppCallback extends Callback {
        void dataReceived(Pointer data, int datalen);
    }

    //動態庫的函數聲明
    int nano_open(AppCallback cb);
    int nano_close();
}

　　c層和JNA層變量類型有所差異，需要轉換：

　　推薦一個轉換工具 ：jnaeratorStudio.jar  　使用方法：java -jar jnaeratorStudio.jar

 

　　（2）調用c庫函數，其中Java回調接口需要進一步實現， NanoVoiceRecord.java 中JNA調用部分代碼截取如下：

package com.lxl.nanosic.voice;

import android.util.Log;
import com.sun.jna.Pointer;
import java.util.LinkedList;

public class NanoVoiceRecord {

    private final String TAG = "NanoVoiceRecord";/**
     * 回調函數
     */
    private static JnaNanovoice.AppCallback mDataCallback; ......

　　/** API 2:開始錄音 **/
    public void start() {
　　......
　　　　// JNA接口
        mDataCallback = new JnaNanovoice.AppCallback() {
            // 實現接口中的回調
            public void dataReceived (Pointer data, int datalen){
                if(null != data){
                    byte[] buffer = data.getByteArray(0, datalen);
                    int res = OnDataReceived(buffer, datalen);
                    Log.w(TAG, "...OnDataReceived = " + res + "m_in_q.size=" + m_in_q.size());
                } else {
                    Log.e(TAG, "...Callback data is null !!!");
                }
            }
        };
        // 開始錄音並傳入回調
        JnaNanovoice.INSTANCE.nano_open(mDataCallback);
    }

    /** API 3:停止錄音 **/
    public void stop()
    {
        JnaNanovoice.INSTANCE.nano_close(); //調用JNA接口退出錄音
        isRecording=false;
    }

......

　　/**
     * 處理c層回調上來的遙控器語音數據方法
     */
    public int OnDataReceived(byte[] buffer, int size) {
        byte[] bytes_pkg;
        int bufferLength;

        if(m_in_q==null){
            return 0;
        }

        bytes_pkg = buffer.clone();

        if (m_in_q.size() > 6) { //最多緩存6個包
            m_in_q.removeFirst();
        }
        m_in_q.add(bytes_pkg);

......
}

　　

　　至此便實現了Java層通過JNA對c層函數的直接調用：

 

 　　JNA實踐Demo(包含轉換jar工具)已傳至Git Hub : https://github.com/dragonforgithub/JnaDemo