Android：JNA实践（附Demo）

一、JNA和JNI的对比

  1.JNI的调用流程

　　Android应用开发中要实现Java和C，C++层交互时，想必首先想到的是JNI，但是JNI的使用过程十分繁琐，需要自己再封装一层JNI接口进行转换（使用SUN规定的数据结构去替代C语言的数据结构），包名、函数名等都要匹配，难以阅读和更新。

　　如下图是通过JNI实现Java调用C层的方法流程：

　　

  2.什么是JNA？与JNI有什么差异？

　　JNA(Java Native Access)：建立在JNI之上的Java开源框架，SUN主导开发，用来调用C、C++代码，尤其是底层库文件（windows中叫dll文件，linux下是so【shared object】文件）。JNA简化了Java调用原生函数的过程，原理是提供了一个动态的C语言编写的转发器（实际上也是一个动态链接库，在Linux-i386中文件名是：libjnidispatch.so）可以自动实现Java与C之间的数据类型映射。

　　相比JNI，JNA只需要导入一个.jar和一个.so，然后就可以在Java中直接声明so中公开的函数并调用，十分方便。而JNA有两个小缺点：（1）性能上会比通过JNI调用动态链接库要稍低，但总体影响不大，因为JNA也避免了JNI的一些平台配置的开销。（2）因为JNA调用是直接在Java层实现，所以反过来C层无法直接通过JNA调用Java方法，但是Java层可以把方法模拟函数指针传到c层进行回调。

 

　　

 

 二、JNA实践

 

　　1. jna.jar包和libjnidispatch.so库文件下载

　　

 　　  JNA项目的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 目录下。

　　

　　2.导入jar包和so到Android studio工程

　　（1）目录结构

　　  

 

　　（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.代码实现

 　　  （1）新建一个Java接口直接加载第三方动态库 libnanovoice.so

　　　　其中libnanovoice.so对于应的头文件(.h)内容如下：

#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

　　　　根据动态库提供的头文件里函数声明，编写JnaNanovoice.java 内容如下：

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); //直接加载第三方动态库

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

    //动态库的函数声明
    int nano_open(AppCallback cb);
    int nano_close();
}

　　c层和JNA层变量类型有所差异，需要转换：

　　推荐一个转换工具 ：jnaeratorStudio.jar  　使用方法：java -jar jnaeratorStudio.jar

 

　　（2）调用c库函数，其中Java回调接口需要进一步实现， NanoVoiceRecord.java 中JNA调用部分代码截取如下：

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";/**
     * 回调函数
     */
    private static JnaNanovoice.AppCallback mDataCallback;

......

　　/** API 2:开始录音 **/
    public void start() {
　　......
　　　　// JNA接口
        mDataCallback = new JnaNanovoice.AppCallback() {
            // 实现接口中的回调
            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 !!!");
                }
            }
        };
        // 开始录音并传入回调
        JnaNanovoice.INSTANCE.nano_open(mDataCallback);
    }

    /** API 3:停止录音 **/
    public void stop()
    {
        JnaNanovoice.INSTANCE.nano_close(); //调用JNA接口退出录音
        isRecording=false;
    }

......

　　/**
     * 处理c层回调上来的遥控器语音数据方法
     */
    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) { //最多缓存6个包
            m_in_q.removeFirst();
        }
        m_in_q.add(bytes_pkg);

......
}

　　

　　至此便实现了Java层通过JNA对c层函数的直接调用：

 

 　　JNA实践Demo(包含转换jar工具)已传至Git Hub : https://github.com/dragonforgithub/JnaDemo