2.4　JNI层MediaScanner的分析

MediaScanner（简称“MS”）的JNI层代码在android_media_MediaScanner.cpp中，如下所示：

[—＞android_media_MediaScanner.cpp]

//①这个函数是native_init的JNI层实现。

static void android_media_MediaScanner_native_init（JNIEnv*env）

{

jclass clazz；

clazz=env-＞FindClass（"android/media/MediaScanner"）；

……

fields.context=env-＞GetFieldID（clazz，"mNativeContext"，"I"）；

……

return；

}

//这个函数是processFile的JNI层实现。

static void android_media_MediaScanner_processFile（JNIEnv*env,jobject thiz，

jstring path,jstring mimeType,jobject client）

{

MediaScannermp=（MediaScanner）env-＞GetIntField（thiz,fields.context）；

……

const char*pathStr=env-＞GetStringUTFChars（path,NULL）；

……

if（mimeType）{

env-＞ReleaseStringUTFChars（mimeType,mimeTypeStr）；

}

}

上面是MS的JNI层代码，不知道大家看了以后是否会产生一些疑惑？

我想最大的疑惑可能是，如何才能知道Java层的native_init函数对应的是JNI层的android_media_MediaScanner_native_init函数呢？下面就来回答这个问题。

2.4.1　注册JNI函数

正如代码中注释的那样，native_init函数对应的JNI函数是android_media_MediaScanner_native_init，可能细心的读者要问了，你怎么知道native_init函数对应的是这个JNI函数，而不是其他的呢？莫非是根据函数的名字来确定的？

大家知道，nativeinit函数位于android.media这个包中，它的全路径名应该是android.media.MediaScanner.native_init，而JNI层函数的名字是android_media_MediaScanner_native_init。因为在Native语言中，符号“.”有着特殊的意义，所以JNI层需要把Java函数名称（包括包名）中的“.”换成“”。也就是通过这种方式，native_init找到了自己JNI层的本家兄弟android.media.MediaScanner.native_init。

上面其实讨论的是JNI函数的注册问题，“注册”之意就是将Java层的native函数和JNI层对应的实现函数关联起来，有了这种关联，调用Java层的native函数时，就能顺利转到JNI层对应的函数执行了。而JNI函数的注册方法实际上有两种，下面分别做介绍。

1.静态方法

我们从网上找到的与JNI有关的资料，一般都会介绍如何使用这种方法来完成JNI函数的注册，这种方法就是根据函数名来找对应的JNI函数。它需要Java的工具程序javah参与，整体流程如下：

先编写Java代码，然后编译生成.class文件。

使用Java的工具程序javah，如javah-o output packagename.classname，这样它会生成一个叫output.h的JNI层头文件。其中packagename.classname是Java代码编译后的class文件，而在生成的output.h文件里，声明了对应的JNI层函数，只要实现里面的函数即可。

这个头文件的名字一般都会使用packagename_class.h的样式，例如MediaScanner对应的JNI层头文件就是android_media_MediaScanner.h。下面来看这种方式生成的头文件：

[—＞android_media_MediaScanner.h：样例文件]

/DO NOT EDIT THIS FILE-it is machine generated/

include＜jni.h＞//必须包含这个头文件，否则编译通不过

/Header for class android_media_MediaScanner/

ifndef_Included_android_media_MediaScanner

define_Included_android_media_MediaScanner

ifdef__cplusplus

extern"C"{

endif

……略去一部分内容

//processFile的JNI函数

JNIEXPORT void JNICALL Java_android_media_MediaScanner_processFile

（JNIEnv*，jobject,jstring,jstring,jobject）；

……//略去一部分内容

//native_init对应的JNI函数

JNIEXPORT void JNICALL Java_android_media_MediaScanner_native_1init

（JNIEnv*，jclass）；

ifdef__cplusplus

}

endif

endif

从上面代码中可以发现，native_init和processFile的JNI层函数被声明成：

//Java层函数名中如果有一个"_"，转换成JNI后就变成了"_l"。

JNIEXPORT void JNICALL Java_android_media_MediaScanner_native_1init

JNIEXPORT void JNICALL Java_android_media_MediaScanner_processFile

需要解释一下静态方法中native函数是如何找到对应的JNI函数的。其实，过程非常简单：

当Java层调用native_init函数时，它会从对应的JNI库中寻找Java_android_media_Media-Scanner_native_linit函数，如果没有，就会报错。如果找到，则会为这个native_init和Java_android_media_MediaScanner_native_linit建立一个关联关系，其实就是保存JNI层函数的函数指针。以后再调用native_init函数时，直接使用这个函数指针就可以了，当然这项工作是由虚拟机完成的。

从这里可以看出，静态方法就是根据函数名来建立Java函数和JNI函数之间的关联关系的，而且它要求JNI层函数的名字必须遵循特定的格式。这种方法也有几个弊端，即：

需要编译所有声明了native函数的Java类，每个所生成的class文件都得用javah生成一个头文件。

javah生成的JNI层函数名特别长，书写起来很不方便。

初次调用native函数时要根据函数名字搜索对应的JNI层函数来建立关联关系，这样会影响运行效率。

有什么办法可以克服上面三个弊端吗？根据上面的介绍可知，Java native函数是通过函数指针来和JNI层函数建立关联关系的。如果直接让native函数知道JNI层对应函数的函数指针，不就万事大吉了吗？这就是下面要介绍的第二种方法：动态注册法。

2.动态注册

既然Java native函数和JNI函数是一一对应的，那么是不是会有一个结构来保存这种关联关系呢？答案是肯定的。在JNI技术中，用来记录这种一一对应关系的，是一个叫JNINativeMethod的结构，其定义如下：

typedef struct{

//Java中native函数的名字，不用携带包的路径，例如“native_init”。

const char*name；

//Java函数的签名信息，用字符串表示，是参数类型和返回值类型的组合。

const char*signature；

voidfnPtr；//JNI层对应函数的函数指针，注意它是void类型。

}JNINativeMethod；

应该如何使用这个结构体呢？来看MediaScanner JNI层是如何做的，代码如下所示：

[—＞android_media_MediaScanner.cpp]

//定义一个JNINativeMethod数组，其成员就是MS中所有native函数的一一对应关系。

static JNINativeMethod gMethods[]={

……

{

"processFile"//Java中native函数的函数名。

//processFile的签名信息，签名信息的知识后面再做介绍。

"（Ljava/lang/String；Ljava/lang/String；Landroid/media/MediaScannerClient；）V"，

（void*）android_media_MediaScanner_processFile//JNI层对应的函数指针。

}，

……

{

"native_init"，

"（）V"，

（void*）android_media_MediaScanner_native_init

}，

……

}；

//注册JNINativeMethod数组

int register_android_media_MediaScanner（JNIEnv*env）

{

//调用AndroidRuntime的registerNativeMethods函数，第二个参数表明是Java中的哪个类return AndroidRuntime：registerNativeMethods（env，"android/media/MediaScanner"，gMethods,NELEM（gMethods））；

}

AndroidRunTime类提供了一个registerNativeMethods函数来完成注册工作，下面来看registerNativeMethods的实现，代码如下：

[—＞AndroidRunTime.cpp]

int AndroidRuntime：registerNativeMethods（JNIEnv*env，

const charclassName,const JNINativeMethodgMethods,int numMethods）

{

//调用jniRegisterNativeMethods函数完成注册return jniRegisterNativeMethods（env,className,gMethods,numMethods）；

}

其中jniRegisterNativeMethods是Android平台中为了方便JNI使用而提供的一个帮助函数，其代码如下所示：

[—＞JNIHelp.c]

int jniRegisterNativeMethods（JNIEnvenv,const charclassName，

const JNINativeMethod*gMethods,int numMethods）

{

jclass clazz；

clazz=（*env）-＞FindClass（env,className）；

……

//实际上是调用JNIEnv的RegisterNatives函数完成注册的if（（*env）-＞RegisterNatives（env,clazz,gMethods,numMethods）＜0）{

return-1；

}

return 0；

}

wow，好像很麻烦啊！其实动态注册的工作，只用两个函数就能完成。总结如下：

/*

env指向一个JNIEnv结构体，它非常重要，后面会讨论它。classname为对应的Java类名，由于JNINativeMethod中使用的函数名并非全路径名，所以要指明是哪个类。

*/

jclass clazz=（*env）-＞FindClass（env,className）；

//调用JNIEnv的RegisterNatives函数，注册关联关系。

（*env）-＞RegisterNatives（env,clazz,gMethods,numMethods）；

所以，在自己的JNI层代码中使用这种方法，就可以完成动态注册了。这里还有一个很棘手的问题：这些动态注册的函数在什么时候和什么地方被调用呢？这里就不卖关子了，直接给出该问题的答案：

当Java层通过System.loadLibrary加载完JNI动态库后，紧接着会查找该库中一个叫JNI_OnLoad的函数。如果有，就调用它，而动态注册的工作就是在这里完成的。

所以，如果想使用动态注册方法，就必须实现JNI_OnLoad函数，只有在这个函数中才有机会完成动态注册的工作。静态注册的方法则没有这个要求，但建议大家也实现这个JNI_OnLoad函数，因为有一些初始化工作是可以在这里做的。

那么，libmedia_jni.so的JNI_OnLoad函数是在哪里实现的呢？由于多媒体系统很多地方都使用了JNI，所以“码农”把它放到android_media_MediaPlayer.cpp中了，代码如下所示：

[—＞android_media_MediaPlayer.cpp]

jint JNI_OnLoad（JavaVMvm,voidreserved）

{

//该函数的第一个参数类型为JavaVM，这可是虚拟机在JNI层的代表喔，每个Java进程只有一个

//这样的JavaVM。

JNIEnv*env=NULL；

jint result=-1；

if（vm-＞GetEnv（（void**）&env,JNI_VERSION_1_4）！=JNI_OK）{

goto bail；

}

……//动态注册MediaScanner的JNI函数。

if（register_android_media_MediaScanner（env）＜0）{

goto bail；

}

……

return JNI_VERSION_1_4；//必须返回这个值，否则会报错。

}

JNI函数注册的相关内容介绍完了。下面来关注一下JNI技术中其他的几个重要部分。

注意　JNI层代码中一般要包含jni.h这个头文件。Android源码中提供了一个帮助头文件JNIHelp.h，它内部其实就包含了jni.h，所以我们在自己的代码中直接包含这个JNIHelp.h即可。