Android Jni(Java Native Interface)笔记
首先记录一个问题，关于如何用javah生成头文件。
为什么要生成头文件？在含有
static{ System.loadLibrary("hellojni"); }
这样代码的类下面定义方法，比如
static public native String PrintHello();
那么再用javah生成头文件，h文件就会更新，含有这个方法的定义。
如何生成h文件？
windows下：javah -classpath bin/classes -d jni com.ggndktest1.JniGg
ubuntu下：这么写：
javah -classpath bin/classes -bootclasspath /home/larry/adt-bundle-linux-x86-20140702/sdk/platforms/android-20/android.jar -d jni com.example.hellojni.MainActivity
-classpath后面跟着的bin/classes指定的就是class的path，这里我是创建了一个HelloJni的项目，包名是com.example.hellojni,里面有一个Activity是MainActivity，我是在Hellojni目录下执行上面的命令的，所以要跟bin/classes指定类目录；
-bootclasspath我猜想是引导后面的android.jar这一参数用的。之前搜了很多答案都没有提到这个。大多数是直接用这个android.jar的路径后面上一个冒号，然后就跟了类的地址。
-d jni代表把生成的h文件放到根目录的jni文件夹里面。
另外一种方法，按照12楼的说法，我还试了把android.jar添加到classpath里去，不行，还是提示无法访问android.app.Activity，可能是我加classpath的方式不对？不得而知，不去整了。
图在这里：
下面重新开始学习JNI。。
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找到一篇这个人的笔记，觉得写得很好，就按照他的来试试吧。
代码敲好了，ndk-build的时候，出现错误：
/home/larry/android-ndk-r9d/toolchains/arm-linux-androideabi-4.6/prebuilt/linux-x86/bin/arm-linux-androideabi-g++：命令未找到
循着路径找过去发现linux-x86这个文件夹，原来大神下载的这个ndk试windows版本的。还要去下载么。。。android developers网站都被屏蔽了（可怜的天朝开发者。。）要去windowsFQ下载。
发现一个问题，打fanqiang的中文，会被cnblogs转换成FQ。。可怜啊可怜，体制下的这些企业也只能多一事不如少一事，忍气吞声，理解理解。
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9月在看雪上看到一篇文章也不错：http://www.cnblogs.com/hibraincol/archive/2011/05/30/2063847.html。
概括一下编写ndk程序的流程：
1.在src中写Java代码，其中要loadLibrary。
2.编译Java代码（可以用Javac或Eclipes,用Eclipse导入代码的话会直接生成bin文件夹以及class。）
3.编写相应的C/C++代码。通常先用javah这个工具生成相应的.h文件，然后根据这个.h文件编写相应的C/C++代码。 然后可以删掉.h文件。(h文件是不是无关紧要)
4.编写Android.mk
-------------------------------------Sept.6th--------------------------------------------
举个例子：android.content.ContextWrapper里的getPackageName()方法，怎么转换成jni代码？
转换成cpp代码：
//获取包名 jmethodID methodID_packagename =env->GetMethodID(native_clazz,"getPackageName", "()Ljava/lang/String;"); jstring name_str = static_cast<jstring>(env->CallObjectMethod(thiz, methodID_packagename));
这段代码如果转换成c，要这样写：
//获取包名 jmethodID methodID_packagename =(*env)->GetMethodID(env,native_clazz,"getPackageName", "()Ljava/lang/String;"); jstring name_str = (*env)->CallObjectMethod(env,thiz, methodID_packagename); return name_str;
也就是，要把C++中的env改成(*env)，并且所有方法都要加一个参数env。
如果不改成(*env)，会报错：request for member 'GetMethodID' is something not a struct or union.
如果改成了(*env)但没加一个参数env,会报错too few arguments to function '(*env)->GetObjectClass.
static_cast<jstring>是静态类型转换关键字，是 C++ 编译器的新特性，C 编译器不支持这个关键字。
-------------------------------------Oct.9th--------------------------------------------
JNIEXPORT 和 JNICALL
这两个关键字其实是两个宏，在%JAVA_HOME%/include/win32/下找到jni_md.h，打开后里面有这样的东西：
#ifndef _JAVASOFT_JNI_MD_H_ #define _JAVASOFT_JNI_MD_H_ #define JNIEXPORT __declspec(dllexport) #define JNIIMPORT __declspec(dllimport) #define JNICALL __stdcall typedef long jint; typedef __int64 jlong; typedef signed char jbyte; #endif /* !_JAVASOFT_JNI_MD_H_ */
摘自msdn:在 32 位编译器版本中，可以使用 __declspec(dllexport) 关键字从 DLL 导出数据、函数、类或类成员函数。__declspec(dllexport) 将导出指令添加到对象文件。（.DLL对应.so？）
__stdcall调用约定用于调用Win32 API函数。
这两个关键字，有没有似乎都是无关紧要的？有待验证。
-------------------------------------Oct.15th--------------------------------------------
上面有个链接说JNIEXPORT 和 JNICALL两个关键字是jni的宏，Android里没用，可有可无。之前还讨论javah生成头文件的步骤是不是可有可无，目前的猜测是，在生成了.h并且include进来的时候，要在函数的返回值类型两侧加上这两个关键字，也就是跟.h文件生成的函数名保持一致；而若不include这个头文件则直接用返回类型 Java_包名_类名_方法名的次序命名。
Java中允许方法的多态，仅仅是通过方法名并没有办法定位到一个具体的方法，因此需要一个字符串来唯一表示一个方法。但是怎么利用一个字 符串来表示方法的具体定义呢？JDK中已经准备好一个反编译工具javap，通过这个工具就可以得到类中每个属性、方法的签名。在CMD下运行javap -s -p -classpath c:\ test.Demo即可看到属性和方法的签名。如下图红色矩形框起来的字符串为方法String append(String str, int i)的签名。
后来发现，javap命令很坑，只能看部分的签名啊，比如一个类里面有一个函数，那这个函数的签名可以看到，但函数里面的各种东西它都不管了。。
还是直接看smali比较方便。比如：
DESKeySpec localDESKeySpec = new DESKeySpec(paramString.getBytes());
这个的初始化部分的smali：
invoke-direct {v1, v6}, Ljavax/crypto/spec/DESKeySpec;-><init>([B)V
反射调用：
clazz = (*env)->FindClass("javax.crypto.spec.DESKeySpec"); methodID = GetMethodID(env , clazz , "<INIT>","([B)V");//get到DESKeySpec的带参数构造函数，参数是Byte数组，返回类型Void；为什么不是DESKeySpec类型呢 是不是初始化都这样？答:看上面smali里面怎么写就怎么写。 localDESKeySpec = (*env)->NewObject(env , clazz , methodID);
GetMethodID的第三第四个参数跟smali中的很对应，有木有。
-------------------------------------Oct.16th--------------------------------------------
下面是360无线测试第一题的把Java的DES加密改写成JNI代码的例子，照着网上大神的例子自己写了一遍累成马，总算对如何把Java转换成JNI代码有了点理解。网上几乎搜不到这方面的内容，在一个Android JNI开发群提问他们好像也没人懂，的确，原本一行的Java代码要拆成好几段来写，而且逻辑性强，太费脑子了；而且写完了你调试更麻烦。为了安全或者是其他原因把Java全部改成C成本太大。Geohot去年的towelroot应用所有的代码全部放到了so里，可见他真的是神。
改写的过程中最好有Java和Smali作为对照，这样方便很多，参数什么的可以直接复制，比如
methodID = (*env) -> GetStaticMethodID(env , clazz , "getInstance" , "(Ljava/lang/String;)Ljavax/crypto/SecretKeyFactory;");
它的后两个参数直接可以从smali里面复制。
DES algorithm in Java:
private byte[] decrypt(byte[] paramArrayOfByte, String paramString) throws Exception { SecureRandom localSecureRandom = new SecureRandom(); DESKeySpec localDESKeySpec = new DESKeySpec(paramString.getBytes()); SecretKey localSecretKey = SecretKeyFactory.getInstance("DES").generateSecret(localDESKeySpec); Cipher localCipher = Cipher.getInstance("DES"); localCipher.init(2, localSecretKey, localSecureRandom); return localCipher.doFinal(paramArrayOfByte); }
Transform it into test.c:
// #include "com.qihoo.crack.MainActivity.h"
#include <jni.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
//Q:为什么此处即便只是调用方法，也写上返回类型
//A:自定义方法如果放在「主函数」的下面，需要进行函数说明。如果放在上面则无需。下面这行这起到声明作用。
jobject myNewObject(JNIEnv * env , char classname[]);//为什么是char不是jcharArray
jbyteArray Java_com_qihoo_test_first_MainActivity_decrypt(JNIEnv * env , jobject obj , jbyteArray paramArrayOfByte,jstring key)//JNIEnv*,jobject是所有jni函数必有的两个参数，分别表示jni环境和对应的java类（或对象）本身
{
jclass clazz = NULL ;
jobject localSecureRandom = NULL ;
jobject localDESKeySpec = NULL ;
jbyteArray jb = NULL ;
jmethodID methodID = NULL;
jobject localSecretKeyTemp = NULL ;
jobject localSecretKey = NULL ;
jstring algorithm = NULL;
jobject localCipher = NULL ;
jint two = 2 ;
//SecureRandom localSecureRandom = new SecureRandom();无参构造初始化，对应下面一行即可
localSecureRandom = myNewObject( env , "java/security/SecureRandom" );
//DESKeySpec localDESKeySpec = new DESKeySpec(paramString.getBytes());
//有参数，不能用myNewObject()函数了；这句话分两部分来写，先写括号里的String2Byte的功能
clazz = (*env) -> FindClass(env,"java/lang/String");
methodID = (*env)->GetMethodID(env , clazz , "getBytes" , "()B");
jb = (jbyteArray)(*env)->CallObjectMethod(env , key , methodID);
//注意此处强制(jbyteArray) 把jb变成byteArray
//此处展示了String的实例key如何调用.getBytes()方法(CallObjectMethod)
//再写括号外的初始化对象
clazz = (*env) -> FindClass(env, "javax/crypto/spec/DESKeySpec");
methodID = (*env) -> GetMethodID(env , clazz , "<INIT>","([B)V");//get到DESKeySpec的带参数构造函数，参数是Byte数组，返回类型Void
localDESKeySpec = (*env)->NewObject(env , clazz , methodID , jb);
//SecretKey localSecretKey = SecretKeyFactory.getInstance("DES").generateSecret(localDESKeySpec);
algorithm = (*env) -> NewStringUTF(env, "DES");
clazz = (*env)->FindClass(env,"javax/crypto/SecretKeyFactory");
methodID = (*env) -> GetStaticMethodID(env , clazz , "getInstance" , "(Ljava/lang/String;)Ljavax/crypto/SecretKeyFactory;");//两个分号？
localSecretKeyTemp = (*env)->CallStaticObjectMethod(env , clazz , methodID , algorithm);//static Method
//此处无需再写一个clazz，因为CallObjectMethod直接调用了上面的localSecretKeyTemp生成的类，exquisite！
methodID = (*env) -> GetMethodID(env , clazz , "generateSecret" , "(Ljava/security/spec/KeySpec;)Ljavax/crypto/SecretKey;");
localSecretKey = (*env)->CallObjectMethod(env , localSecretKeyTemp , methodID, localDESKeySpec );
//Cipher localCipher = Cipher.getInstance("DES");
clazz = (*env)->FindClass(env,"javax/crypto/Cipher");
methodID = (*env) -> GetStaticMethodID(env , clazz , "getInstance" , "(Ljava/lang/String;)Ljavax/crypto/Cipher;");
localCipher = (*env)->CallStaticObjectMethod(env , clazz , methodID , algorithm);//static Method
//localCipher.init(2, localSecretKey, localSecureRandom);
methodID = (*env) -> GetMethodID(env , clazz , "init" , "(ILjava/security/Key;Ljava/security/SecureRandom;)V");
(*env)->CallObjectMethod(env , localCipher , methodID, two , localSecretKey , localSecureRandom );//参数依次排列
//return localCipher.doFinal(paramArrayOfByte);
methodID = (*env) -> GetMethodID(env , clazz , "doFinal" , "([B)[B");//class始终是Cipher
return (jbyteArray)(*env)->CallObjectMethod(env , localCipher , methodID, paramArrayOfByte );
}
jobject myNewObject(JNIEnv * env , char classname[])
{
jclass clazz = NULL ;
clazz = (*env)->FindClass(env , classname);
if(clazz == NULL)return NULL ;
jmethodID methodID = NULL ;
//GetMethodID()第三个参数<INIT>代表clazz的无参构造函数;第四个参数是signature,格式是"(L参数类型)返回类型"
methodID = (*env)->GetMethodID(env , clazz , "<INIT>" , "()V");
if(methodID == NULL )return NULL ;
//jobject对应任何Java对象，或者没有对应Java类型的对象
jobject obj = NULL ;
obj = (*env)->NewObject(env , clazz , methodID);
if(obj == NULL ) return NULL ;
else return obj ;
}
---------------------lib和libs-----------------------------
打包上面提到的第一题的时候提示findlibrary returned null，发现so没有打包进apk。将libs文件夹改名为lib解决。网上找不到相关的知识，这里试着总结一下：
1.ndk-build生成的so是在libs中的，要把libs中的so搬运到lib中去才能被Apktool识别并打包进apk。
2.apktool decode出来的so在lib文件夹里。这时候直接打包成apk也是可以的，说明apktool b 是可以识别lib中的so的。注意Android.mk只是在生成so时用到。
3.用Eclipse(ADT)来生成apk的话，要把so放到libs里。
--------------------jni_onLoad & init_array-----------------------------
当在系统中调用System.loadLibrary函数时，该函数会找到对应的动态库，然后首先试图找到"JNI_OnLoad"函数，如果该函数存在，则调用它。
另外，记得以前看过，Application是最先执行的，优先于launcher Activity。static{loadLibrary()};是优先执行的。现在有的apk直接把static{loadLibrary()};放到自定义的Application中去。如此一来，最先执行的就是"JNI_OnLoad"（如果有的话）。
JNI_OnLoad函数并不是最开始执行的。在JNI_OnLoad函数执行之前，还会执行init段和init_array中的一系列函数。
-----------------------动态注册JNI:----------------------------------
jni方法直接在本地操作系统上执行，
java方法由dvm解释(interpret)之后执行。
除了用通过Java_<包名>_<类名>_<方法名>这种静态注册方法，还可以动态注册。
动态注册先绑定要调用的方法，然后指定注册的类（那个方法所在的类），然后registerNativeMethods。
-----------------2016 .01.05----------------------------
在Android Studio中要想在打包的时候把so打包进apk，需要在build.gradle的android{}标签下加入：
sourceSets { main { jniLibs.srcDirs = ['libs'] } }
------------------可供参考的文章-------------------------
2015年1月27日读到鬼哥的一篇入门，如果当年自己读到这样一篇会少走不少弯路啊：http://blog.csdn.net/guiguzi1110/article/details/41980035
