Android NDK简介(二)

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在前面的文章中,我们了解了关于Android NDK的基本理论知识。 我们看到了如何让Kotlin调用C/C ++代码。 在本篇文章中,我们来看下如何在 C/C++中调用 Kotlin 代码。

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为什么需要在 Native代码中调用 Kotlin 代码

最显而易见的理由是用于回调。当我们在 Native 代码中处理一些操作,我们需要知道这个操作何时结束并且得到结果。例如,在上一篇的实例中,我们想知道什么当一个新的值被存储。这个时候,就需要在 Native 中回调 Kotlin 代码。

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调用静态属性

JNIEnv包含许多处理静态字段的函数。 首先,你必须使用jfieldID GetStaticFieldID(JNIEnv * env,jclass clazz,const char * name,const char * sig)方法来获得静态字段的id。

在Kotlin中没有静态成员,但是每个Kotlin类都可以有companion对象,companion对象在加载相应的类时被初始化,我们可以使用它的字段和函数来匹配Java静态初始化的语义。 因此,我们可以使用它来加载Native库:

class Store {

    companion object {
        init {
            System.loadLibrary("Store")
        }
    }
}

我们可以在companion对象中添加属性:


companion object {

        val static: Int = 3

        init {
            System.loadLibrary("Store")
        }

}

JNIEnv包含了不同的方法来从 Native 代码中获取Kotlin 中的静态属性:

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我们可以通过下面的方法来获取 Kotlin 中的静态int属性:

class clazz = env->FindClass("com/ihorkucherenko/storage/Store");
jfieldID fieldId = env->GetStaticFieldID(clazz, "static", "I");
if (fieldId == NULL) {
    __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,  __FUNCTION__, "fieldId == null");
} else {
    jint fieldValue = env->GetStaticIntField(clazz, fieldId);
    __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,  __FUNCTION__, "Field value: %d ", fieldValue); //Field value: 3
}

GetStaticIntField第三个参数是对应的 Kotlin 代码的类型代码,为了确定方法的签名,我们使用类型代码。下表总结了JNI中各种类型及其代码:

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如果我们在普通对象(非companion对象)中创建这个属性,再对其调用GetStaticIntField方法,就会触发java.lang.NoSuchFieldError: no “I” field “static” in class “Lcom/ihorkucherenko/storage/Store;” or its superclasses异常。如果使用了Int?类型,也会收到这个错误。

调用静态方法

要获得静态方法的id,需要使用jmethodID GetStaticMethodID(JNIEnv * env,jclass clazz, const char * name,const char * sig方法。 JNIEnv包含了几组可以通过方法 id 来调用 Kotlin 中静态方法的方法:

  • NativeType CallStaticMethod(JNIEnv *env, jclass clazz, jmethodID methodID, ...);

  • NativeType CallStaticMethodA(JNIEnv *env, jclass clazz, jmethodID methodID, jvalue *args);

  • NativeType CallStaticMethodV(JNIEnv *env, jclass clazz, jmethodID methodID, va_list args);

每组方法在参数上有所不同。其中用于描述返回类型,完整的静态调用函数如下:

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我们可以尝试一下:

class Store {

    .........

    companion object {
        
        @JvmStatic
        fun staticMethod(int: Int) = int

        init {
            System.loadLibrary("Store")
        }
    }
}

我们可以使用@JvmStatic注解为Store生成额外的静态方法。我们可以查看Store编译后的 class 字节码:

ublic final static staticMethod(I)I
  @Lkotlin/jvm/JvmStatic;()
   L0
    GETSTATIC com/ihorkucherenko/storage/Store.Companion : Lcom/ihorkucherenko/storage/Store$Companion;
    ILOAD 0
    INVOKEVIRTUAL com/ihorkucherenko/storage/Store$Companion.staticMethod (I)I
    IRETURN
   L1
    LOCALVARIABLE int I L0 L1 0
    MAXSTACK = 2
    MAXLOCALS = 1

注意上面字节码的(I)I,它代表了staticMethod(int: Int) = int方法在 JNI 中的方法签名。

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##调用实例的属性

与前面的例子类似,我们将使用下面的函数来检索实例属性的 id:

 jfieldID GetFieldID(JNIEnv * env,jclass clazz,
const char * name,const char * sig);.

获取jfieldID的值之后,调用下面的一组函数即可获取属性的值:

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例如在Store类中有如下字段:

private val property = 3

如果我们需要在 Native 中获取property的值,首先需要在 Native 中获取Store对应的 jobject 实例,然后通过GetIntField函数检索property属性对应的 id。最后,调用GetIntField方法来获取property属性的值。

jclass clazz = env->FindClass("com/ihorkucherenko/storage/Store");
jmethodID constructor = env->GetMethodID(clazz, "<init>", "()V");
jobject storeObject = env->NewObject(clazz, constructor);

jfieldID fieldId = env->GetFieldID(clazz, "property", "I");
jint value = env->GetIntField(storeObject, fieldId);
__android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,  __FUNCTION__, "Property value: %d ", value); //Property value: 3 

调用实例的方法

调用实例的方法和调用静态方法没有太大的差别,直接看下面的代码即可理解:

jclass clazz = env->FindClass("com/ihorkucherenko/storage/Store");
jmethodID constructor = env->GetMethodID(clazz, "<init>", "()V");
jobject storeObject = env->NewObject(clazz, constructor);

jmethodID methodId = env->GetMethodID(clazz, "getSomething", "()I");
jint value = env->CallIntMethod(storeObject, methodId);
__android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,  __FUNCTION__, "value: %d ", value); //value: 3

和获取属性类似,首先通过GetMethodID 方法获取方法 id,然后通过CallIntMethod方法调用方法。

回调示例

我们在上一篇文章的工程里增加回调:

interface StoreListener {

    fun onIntegerSet(key: String, value: Int)

    fun onStringSet(key: String, value: String)

}
class Store : StoreListener {

    val listeners = mutableListOf<StoreListener>()

    override fun onIntegerSet(key: String, value: Int) {
        listeners.forEach { it.onIntegerSet(key, value) }
    }

    override fun onStringSet(key: String, value: String) {
        listeners.forEach { it.onStringSet(key, value) }
    }
  
  .....
}

之后,在 Native 函数的合适时机回调 Kotlin 的代码:

JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_ihorkucherenko_storage_Store_setString(
        JNIEnv* pEnv,
        jobject pThis,
        jstring pKey,
        jstring pString) {
   
   	...
   	
       jclass clazz = pEnv->FindClass("com/ihorkucherenko/storage/Store");
       jmethodID methodId = pEnv->GetMethodID(clazz, "onStringSet", "(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V");
        pEnv->CallVoidMethod(pThis, methodId, pKey, pString);
    }
}
extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_ihorkucherenko_storage_Store_setInteger(
        JNIEnv* pEnv,
        jobject pThis,
        jstring pKey,
        jint pInteger) {
   
   ...
   
           jclass clazz = pEnv->FindClass("com/ihorkucherenko/storage/Store");
        jmethodID methodId = pEnv->GetMethodID(clazz, "onIntegerSet", "(Ljava/lang/String;I)V");
        pEnv->CallVoidMethod(pThis, methodId, pKey, pInteger);
    }
}

结论

在本篇文章中,我们扩展了上篇文章的Store工程,也了解了如何在 Native 代码中调用 Kotlin 中实例函数和静态函数。

因此,我们可以得出结论, Kotlin是兼容Android NDK和JNI的。

本文主要翻译于Android NDK. Calling Kotlin from native code,并在此基础上做了部分改动。



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