1. 前言
最基础的创建JNI接口的操作，可以直接看这篇文章 : 第一个Android JNI工程，
本文会基于掌握创建JNI接口的操作的基础之上，来入门JNI/NDK。
2. 在JNI中打印日志
2.1 添加log模块
记得CMake中有log模块，不然编译不过
target_link_libraries(
#...省略
android
log)
2.2 添加头文件
#include <android/log.h>
2.3 定义Log方法
#define LOG_TAG "CPPLOG"
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG , __VA_ARGS__) // 定义LOGD类型
#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,LOG_TAG , __VA_ARGS__) // 定义LOGE类型
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG , __VA_ARGS__) // 定义LOGE类型
2.4 进行调用
LOGD("java int value is %p", value);
3. 基础类型转换
JNI和Java基础类型可以直接进行转换
在jni.h中我们可以看到JNI的基础类型有这些，比如jint其实就是对应C++中的int32_t类型
/* Primitive types that match up with Java equivalents. */
typedef uint8_t jboolean; /* unsigned 8 bits */
typedef int8_t jbyte; /* signed 8 bits */
typedef uint16_t jchar; /* unsigned 16 bits */
typedef int16_t jshort; /* signed 16 bits */
typedef int32_t jint; /* signed 32 bits */
typedef int64_t jlong; /* signed 64 bits */
typedef float jfloat; /* 32-bit IEEE 754 */
typedef double jdouble; /* 64-bit IEEE 754 */
在C++中，_t是一种命名约定，表示某个类型。通常在命名中使用_t作为类型的后缀，以便区分该名称是一个类型而不是其他实体（例如变量或函数）。
我把它整理成了一个表格，Java基础类型和JNI基础类型相对应
| Java | Native |
|---|---|
| boolean | jboolean |
| byte | jbyte |
| char | jchar |
| short | jshort |
| int | jint |
| long | jlong |
| float | jfloat |
| double | jdouble |
3.1 编写JNI方法
在Java类中编写JNI方法
external fun callNativeInt(value:Int) : Int
external fun callNativeByte(value:Byte) : Byte
external fun callNativeChar(value:Char) : Char
external fun callNativeLong(value:Long) : Long
external fun callNativeFloat(value:Float) : Float
external fun callNativeDouble(value:Double) : Double
3.2 C++中编写对应的方法
extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_heiko_myopencvtest2023_NativeLib_callNativeInt(JNIEnv *env, jobject thiz, jint value) {
LOGD("value:%d", value);
return value + 1;
}
extern "C"
JNIEXPORT jbyte JNICALL
Java_com_heiko_myopencvtest2023_NativeLib_callNativeByte(JNIEnv *env, jobject thiz, jbyte value) {
LOGD("value:%d", value);
return value + 1;
}
extern "C"
JNIEXPORT jchar JNICALL
Java_com_heiko_myopencvtest2023_NativeLib_callNativeChar(JNIEnv *env, jobject thiz, jchar value) {
LOGD("value:%d", value);
return value + 1;
}
extern "C"
JNIEXPORT jlong JNICALL
Java_com_heiko_myopencvtest2023_NativeLib_callNativeLong(JNIEnv *env, jobject thiz, jlong value) {
LOGD("value:%d", value);
return value + 1;
}
extern "C"
JNIEXPORT jfloat JNICALL
Java_com_heiko_myopencvtest2023_NativeLib_callNativeFloat(JNIEnv *env, jobject thiz, jfloat value) {
LOGD("value:%f", value);
return value + 1.0;
}
extern "C"
JNIEXPORT jdouble JNICALL
Java_com_heiko_myopencvtest2023_NativeLib_callNativeDouble(JNIEnv *env, jobject thiz,
jdouble value) {
LOGD("value:%f", value);
return value + 1.0;
}
3.3. 进行调用
Log.i(TAG, "result:${
nativeLib.callNativeInt(1)}")
Log.i(TAG, "result:${
nativeLib.callNativeByte(2)}")
Log.i(TAG, "result:${
nativeLib.callNativeChar('c')}")
Log.i(TAG, "result:${
nativeLib.callNativeLong(4)}")
Log.i(TAG, "result:${
nativeLib.callNativeFloat(5F)}")
Log.i(TAG, "result:${
nativeLib.callNativeDouble(6.0)}")
3.4 运行项目
打印日志如下
10:16:36.815 D value:1
10:16:36.815 I result:2
10:16:36.815 D value:2
10:16:36.815 I result:3
10:16:36.815 D value:99
10:16:36.815 I result:d
10:16:36.815 D value:4
10:16:36.815 I result:5
10:16:36.815 D value:5.000000
10:16:36.815 I result:6.0
10:16:36.816 D value:6.000000
10:16:36.816 I result:7.0
4. 字符串
Java字符串转成Native的字符串，并不能直接做转换，需要调用env->GetStringUTFChars()，
对应的，需要调用env->ReleaseStringUTFChars()来释放资源。
默认情况下，Java都是UTF编码，如果不是UTF编码，则需要调用
env->GetStringChars()
4.1 Java/Native字符串转换
external fun callNativeString(value:String) : String
extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_heiko_myopencvtest2023_NativeLib_callNativeString(JNIEnv *env, jobject thiz,
jstring value) {
//Java字符串转成Native的字符串，并不能直接做转换
const char *str = env->GetStringUTFChars(value, NULL); //Java的字符串是UTF编码的
//env->GetStringChars(); //如果不是UTF编码，就用这个
LOGD("str:%s", str);
env->ReleaseStringUTFChars(value, str);
jstring result = env->NewStringUTF("hello world!");
return result;
}
进行调用
Log.i(TAG, "result:${
nativeLib.callNativeString("你好呀")}")
nativeLib.stringMethod("hello world!")
执行结果
10:45:45.849 D str:你好呀
10:45:45.849 I result:hello world!
4.2 C++ 字符串的使用
定义JNI接口
external fun stringMethod(value:String)
实现C++方法
extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_heiko_myopencvtest2023_NativeLib_stringMethod(JNIEnv *env, jobject thiz, jstring value) {
const char *str = env->GetStringUTFChars(value, 0);
int length = env->GetStringLength(value);
LOGD("length:%d", length);
char buf[256];
env->GetStringUTFRegion(value, 0, length, buf); //拷贝字符串数据到char[]中
LOGD("text:%s", buf);
env->ReleaseStringUTFChars(value, str);
}
进行调用
Log.i(TAG, "result:${
nativeLib.callNativeString("你好呀")}")
nativeLib.stringMethod("hello world!")
执行结果
10:45:45.849 D length:12
10:45:45.849 D text:hello world!
5. 引用类型的使用
这里列出了Java引用类型和JNI应用类型的对应关系。
值得注意的是，不是所有的Java引用类型都有对应的JNI的引用类型。
比如Java中的字符串数组String[]，就没有相对应的JNI的引用类型，这种情况下，都会统一归类为jobject。
| Java Reference | Native |
|---|---|
| All objects | jobject |
| java.lang.Class | jclass |
| java.lang.String | jstring |
| Object[] | jobjectArray |
| boolean[] | jbooleanArray |
| byte[] | jbyteArray |
| java.lang.Throwable | jthrowable |
| char[] | jcharArray |
| short[] | jshortArray |
| int[] | jintArray |
| long[] | jlongArray |
| float[] | jfloatArray |
| double[] | jdoubleArray |
5.1 传递字符串数据
Java层传递一个字符串数组，然后C++层接收到后，获取这个字符串数组的第一个字符串，并打印出来。
定义JNI接口
external fun callNativeStringArray(array:Array<String>)
实现C++方法，这里因为是字符串数组，JNI中没有相对应的类型，所以需要先通过env->GetObjectArrayElement()获取到Object数组中的第一个索引的Object，再将其强转为jstring类型。
如果是JNI有对应类型的，按直接调用相关API就可以了，比如env->GetIntArrayElements()、env->GetFloatArrayElements()
extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_heiko_myopencvtest2023_NativeLib_callNativeStringArray(JNIEnv *env, jobject thiz,
jobjectArray array) {
int len = env->GetArrayLength(array);
LOGD("len:%d",len);
//env->GetIntArrayElements() //获取Int数组
//env->GetFloatArrayElements() //获得Float数组
//env->GetObjectArrayElement() //获得JNI数组
jstring result = static_cast<jstring>(env->GetObjectArrayElement(array, 0)); //获取index为0的值
const char * str = env->GetStringUTFChars(result,NULL);
LOGD("text[0]:%s",str);
env->ReleaseStringUTFChars(result,str);
}
static_cast是进行类型的强转
进行调用
val array = arrayOf("ABC", "DEF", "GHI", "JKL", "MNO")
nativeLib.callNativeStringArray(array)
执行结果
13:27:06.865 D len:5
13:27:06.865 D text[0]:ABC
6. 传递Bitmap
这里我们以镜像Bitmap图片为例，传递Bitmap图片到JNI层，然后进行镜像操作，并将镜像后的Bitmap图片返回给Java层
6.1 获取Bitamp的信息
调用AndroidBitmap_getInfo()，用来获取Bitmap的信息。
AndroidBitmapInfo bitmapInfo;
AndroidBitmap_getInfo(env, bitmap, &bitmapInfo);
6.2 获取Bitmap像素内容
调用AndroidBitmap_lockPixels()，用来获取Bitmap的像素内容。
同时，记得需要调用AndroidBitmap_unlockPixels()来释放资源，这两个API是配对使用的。
//拿到像素内容
void *bitmapPixels;
AndroidBitmap_lockPixels(env, bitmap, &bitmapPixels);
//释放资源
AndroidBitmap_unlockPixels(env, bitmap);
6.3 JNI中创建Bitamp
直接复制这个封装好的方法，进行调用就好
jobject generateBitmap(JNIEnv *env, uint32_t width, uint32_t height) {
// 获取Bitmap类引用
jclass bitmapCls = env->FindClass("android/graphics/Bitmap");
// 获取Bitmap构造方法的引用
jmethodID createBitmapFunction = env->GetStaticMethodID(bitmapCls, "createBitmap",
"(IILandroid/graphics/Bitmap$Config;)Landroid/graphics/Bitmap;");
jstring configName = env->NewStringUTF("ARGB_8888");
jclass bitmapConfigClass = env->FindClass("android/graphics/Bitmap$Config");
jmethodID valueOfBitmapConfigFunction = env->GetStaticMethodID(
bitmapConfigClass, "valueOf", "(Ljava/lang/String;)Landroid/graphics/Bitmap$Config;"
);
jobject bitmapConfig = env->CallStaticObjectMethod(bitmapConfigClass,
valueOfBitmapConfigFunction, configName);
jobject newBitmap = env->CallStaticObjectMethod(bitmapCls, createBitmapFunction, width, height,
bitmapConfig);
return newBitmap;
}
6.4 实现Bitmap镜像操作
定义JNI
external fun mirrorBitmap(bitmap: Bitmap) : Bitmap
实现C++代码
extern "C"
JNIEXPORT jobject JNICALL
Java_com_heiko_myncnnlib_NcnnNativeLib_mirrorBitmap(JNIEnv *env, jobject thiz, jobject bitmap) {
AndroidBitmapInfo bitmapInfo;
AndroidBitmap_getInfo(env, bitmap, &bitmapInfo);
__android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "jniBitmap", "width:%d,height:%d", bitmapInfo.width,
bitmapInfo.height);
//拿到像素内容
void *bitmapPixels;
AndroidBitmap_lockPixels(env, bitmap, &bitmapPixels);
uint32_t newWidth = bitmapInfo.width;
uint32_t newHeight = bitmapInfo.height;
uint32_t *newBitmapPixels = new uint32_t[newWidth * newHeight];
int index = 0;
//遍历Bitmap像素，将左右的像素进行互换 (镜像操作)
for (int y = 0; y < newHeight; y++) {
for (int x = newWidth - 1; x >= 0; x--) {
uint32_t pixel = ((uint32_t *) bitmapPixels)[index++];
newBitmapPixels[newWidth * y + x] = pixel;
}
}
AndroidBitmap_unlockPixels(env, bitmap);
//生成新的Bitmap
jobject newBitmap = generateBitmap(env, newWidth, newHeight);
void *resultBitmapPixels;
AndroidBitmap_lockPixels(env, newBitmap, &resultBitmapPixels);
//拷贝
memcpy((uint32_t *)resultBitmapPixels, newBitmapPixels, sizeof(uint32_t) * newWidth * newHeight);
AndroidBitmap_unlockPixels(env,newBitmap);
delete [] newBitmapPixels;
return newBitmap;
}
进行调用
var bitmap = BitmapFactory.decodeResource(resources,R.drawable.img_test)
binding.img1.setImageBitmap(bitmap)
binding.btnMirrorImage.setOnClickListener {
bitmap = nativeLib.mirrorBitmap(bitmap)
binding.img1.setImageBitmap(bitmap)
}
进行程序，点击Button，可以发现图片执行了镜像操作。
7. 其他
7.1 CMake
关于CMake可以看我的另一篇博客 : Android NDK CMakeLists.txt 常用命令说明