Android进阶之路（二） -- NDK初探

继续学习NDK开发，今天来实现一个简单的计算器功能，NativeUtil类中有一个静态的native方法，它接收三个参数，分别是两个操作数和一个操作符，并且返回C的计算结果。

NativeUtil类定义如下

public class NativeUtil {
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }

    public static int ADD = 0;
    public static int SUB = 1;
    public static int MULTI = 2;
    public static int DIVISION = 3;

    public static native int calculate(int arg0,int arg1,int symbol);
}

其中，ADD,SUB,MULTI,DIVISION，分别表示加减乘除，C中取出arg0和arg1的值，根据symbol和NativeUtil的静态成员变量对比，判断进行哪种操作，然后返回计算结果。

在动手之前，我们先要解决几个问题：
1、C怎么获取Java层的数据类型？
2、C怎么访问NativeUtil的成员变量？

要解决第一个问题，我们得先了解C与Java数据类型的转换，转换表如下：

Java 类型	本地类型	描述
boolean	jboolean	C/C++8位整型
byte	jbyte	C/C++带符号的8位整型
char	jchar	C/C++无符号的16位整型
short	jshort	C/C++带符号的16位整型
int	jint	C/C++带符号的32位整型
long	jlong	C/C++带符号的64位整型e
float	jfloat	C/C++32位浮点型
double	jdouble	C/C++64位浮点型
Object	jobject	任何Java对象，或者没有对应java类型的对象
Class	jclass	Class对象
String	jstring	字符串对象
Object[]	jobjectArray	任何对象的数组
boolean[]	jbooleanArray	布尔型数组
byte[]	jbyteArray	比特型数组
char[]	jcharArray	字符型数组
short[]	jshortArray	短整型数组
int[]	jintArray	整型数组
long[]	jlongArray	长整型数组
float[]	jfloatArray	浮点型数组
double[]	jdoubleArray	双浮点型数组

Java中int型的数据，在C中就会用jint表示。

还有很关键的一点是方法签名，方法签名的作用是唯一确定一个方法，因为方法可以有重载，所以仅靠方法的名称是无法准确定位一个方法的，这个时候就需要方法签名了，方法签名实际上就是方法返回值和参数表的组合，它的规则如下：

使用时的形式是(参数类型1参数类型2……)返回类型
比如：
public int calculate(int arg0,int arg1,int symbol);
它的方法签名就是(III)I

C如何访问NativeUtil的成员变量呢？
这就需要请出JNI大总管JNIEnv了，JNIEnv负责Java与C的交互，比如从调用Java层的方法、访问Java层的变量，都需要JNIEnv的参与。
大致阅读源码可知JNIEnv在C和C++中分别有不同实现，在C中JNIEnv是JNINativeInterface的一个指针类型，在C++中JNIEnv是一个结构体，它们的共同点是都与JNINativeInterface有关，JNINativeInterface中定义了很多指针，C/C++就通过这些指针调用Java层函数，详细的内容会在后面源码部分介绍。
查阅文档可以知道，JNIEnv中有一个 GetStaticIntField(jclass clazz, jfieldID fieldID)函数,第一个参数是需要获取成员变量的类，第二个参数是字段ID。

字段ID如何获取呢？继续查阅文档，我们又找到了GetStaticFieldID(jclass clazz, const char* name, const char* sig)函数，它的三个参数分别是需要获取成员变量的类，成员变量名和签名。

与此相同，JNIEnv中还提供了很多很多获取变量信息、获取方法信息的函数。

由此，就可以开始编写C代码了，写出的的代码如下：

#include <jni.h>

extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_tustcs_ndktest_NativeUtil_calculate(JNIEnv *env, jclass type, jint arg0, jint arg1,
                                             jint symbol) {
    if(symbol == env->GetStaticIntField(type,env->GetStaticFieldID(type,"ADD","I")))
        return arg0 + arg1;
    else if(symbol == env->GetStaticIntField(type,env->GetStaticFieldID(type,"SUB","I")))
        return arg0 - arg1;
    else if(symbol == env->GetStaticIntField(type,env->GetStaticFieldID(type,"MULTI","I")))
        return arg0 * arg1;
    else if(symbol == env->GetStaticIntField(type,env->GetStaticFieldID(type,"DIVISION","I")))
        return arg0 / arg1;
}

然后在CMakeLists.txt中添加路径，再去MainActivity调用。。嗯，大功告成。

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今天附上关于静态块和成员变量初始化的小知识：

public class InitTest {
	public static int sInt1 = 10;
	public static int sInt2;
	public int mInt1 = 30;
	public int mInt2;
	//局部代码块
	{
		if(mInt1 == 30) {
			System.out.println("成员变量mInt1已完成初始化：mInt1 = " + mInt1);
		}
		mInt2 = 40;
		System.out.println("代码块mInt2初始化：mInt2 = " + mInt2);
	}
	//静态块
	static{
		sInt2 = 20;
		System.out.println("静态块sInt2初始化：sInt2 = " + sInt2);
	}
	public static void print() {
		System.out.println("静态方法：print()调用");
	}	
}

主方法执行：

public static void main(String[] args) {
		InitTest.print();
		//InitTest test = new InitTest(); 
}

在主函数调用InitTest的静态方法，结果如下：

我们可以看到，调用类的静态方法不会调用局部代码块，而会先调用静态块。

去掉注释，实例化一个类试试

public static void main(String[] args) {
		//InitTest.print();
		InitTest test = new InitTest(); 
}

运行结果如下：

我们可以看到，实例化一个类时，会优先调用静态块，再调用代码块和给成员变量赋值。

那么，代码块和给成员变量赋值哪个先执行呢？

答案是从头开始执行，程序运行到哪里，就先调用哪里，按顺序执行。

Android进阶之路（二） -- NDK初探

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