Android NDK 使用JNI調用java代碼，通用代碼封裝

本文主要介紹一下內容:

• 配合NDK NativeActivity封裝jni調用需要的環境參數
• 獲取靜態和非靜態java方法信息的封裝
• 調用靜態和非靜態java方法的封裝
• 獲取apk簽名的jni調用封裝

首先，我們需要獲取，jni最重要的環境對象。

#include <android/native_activity.h>
#include <stdbool.h>

extern ANativeActivity* nativeActivity;

static inline JNIEnv* GetEnvPtr()
{
    static JNIEnv* envPtr = NULL;

    if (envPtr == NULL)
    {
        (*nativeActivity->vm)->AttachCurrentThread(nativeActivity->vm, &envPtr, NULL);
    }

    return envPtr;
}

ANativeActivity來自於NDK直接提供的接口。需要注意的是，JNIEnv*是和線程綁定的，所以需要在同一個線程獲取並使用。

接下來，我們封裝一個通用的方法，通過java類的全路徑獲取，這個類的jclass對象。有了jclass就可以獲得類的方法和屬性信息。

static inline jclass GetClass(char *className)
{
    JNIEnv* envPtr                   = GetEnvPtr();
    static  jobject   classLoaderObj = NULL;
    static  jmethodID loadClassId    = NULL;

    if (classLoaderObj == NULL)
    {
        jclass    activityCls      = (*envPtr)->FindClass(envPtr, "android/app/NativeActivity");
        jclass    loaderCls        = (*envPtr)->FindClass(envPtr, "java/lang/ClassLoader");

        jmethodID getClassLoaderId = (*envPtr)->GetMethodID
                                     (
                                        envPtr,
                                        activityCls,
                                        "getClassLoader",
                                        "()Ljava/lang/ClassLoader;"
                                     );

        classLoaderObj             = (*envPtr)->CallObjectMethod(envPtr, nativeActivity->clazz, getClassLoaderId);
        loadClassId                = (*envPtr)->GetMethodID
                                     (
                                         envPtr,
                                         loaderCls,
                                         "loadClass",
                                         "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Class;"
                                     );
    }

    jstring classNameStr = (*envPtr)->NewStringUTF             (envPtr, className);
    jclass  cls          = (jclass) (*envPtr)->CallObjectMethod(envPtr, classLoaderObj, loadClassId, classNameStr);

    ALogA(cls != NULL, "JniTool GetClass can not load class = %s", className);

    (*envPtr)->DeleteLocalRef(envPtr, classNameStr);

    return cls;
}

這裏，我們使用了內置類android/app/NativeActivity的類加載器，來載入指定的類。

接下來，有了以上兩個方法，就可以封裝獲取java靜態和非靜態方法信息函數了。有了方法信息就可以調用這個方法了。

static inline void GetJniMethodInfo(bool isStatic, char* className, char* methodName, char* paramCode, JniMethodInfo* outJniMethodInfo)
{
    JNIEnv*   envPtr   = GetEnvPtr();
    jclass    cls      = GetClass(className);

    jmethodID methodID;

    if (isStatic)
    {
        methodID = (*envPtr)->GetStaticMethodID(envPtr, cls, methodName, paramCode);
    }
    else
    {
        methodID = (*envPtr)->GetMethodID(envPtr, cls, methodName, paramCode);
    }

    ALogA
    (
        methodID != NULL,
        "JniTool %s can not get methodID, className = %s, methodName = %s, paramCode = %s",
        isStatic ? "GetStaticMethodID" : "GetMethodID",
        className,
        methodName,
        paramCode
    );

    outJniMethodInfo->envPtr   = envPtr;
    outJniMethodInfo->cls      = cls;
    outJniMethodInfo->methodID = methodID;
}


static void GetMethodInfo(char* className, char* methodName, char* paramCode, JniMethodInfo* outJniMethodInfo)
{
    GetJniMethodInfo(false, className, methodName, paramCode,outJniMethodInfo);
}


static void GetStaticMethodInfo(char* className, char* methodName, char* paramCode, JniMethodInfo* outJniMethodInfo)
{
    GetJniMethodInfo(true, className, methodName, paramCode,outJniMethodInfo);
}

這兩個方法，是方便自己調用java方法的時候使用的。使用時候返回值需要自己處理，參數主要根據函數自己傳入不定參數。

然後，這裏我們在封裝一個更加通用的方法。不僅獲取了方法信息，還直接調用，獲得返回值並返回。當然，也區分了調用靜態方法和非靜態方法。

static jvalue CallObjectMethod(jobject object, char* methodName, char* paramCode, ...)
{
    JNIEnv*   envPtr    = GetEnvPtr();
    jclass    cls       = (*envPtr)->GetObjectClass(envPtr, object);
    jmethodID methodId  = (*envPtr)->GetMethodID   (envPtr, cls, methodName, paramCode);

    ALogA
    (
        methodId != NULL,
        "JniTool CallObjectMethod can not get methodID, methodName = %s, paramCode = %s",
        methodName,
        paramCode
    );

    char* p = paramCode;

    // skip '()' to find out the return type
    while (*p != ')')
    {
        p++;
    }
    // skip ')'
    p++;

    va_list  args;
    va_start(args, paramCode);
    jvalue   value;

    switch (*p)
    {
        case 'V':
            (*envPtr)->CallVoidMethodV             (envPtr, object, methodId, args);
            break;

        case '[':
        case 'L':
            value.l = (*envPtr)->CallObjectMethodV (envPtr, object, methodId, args);
            break;

        case 'Z':
            value.z = (*envPtr)->CallBooleanMethodV(envPtr, object, methodId, args);
            break;

        case 'B':
            value.b = (*envPtr)->CallByteMethodV   (envPtr, object, methodId, args);
            break;

        case 'C':
            value.c = (*envPtr)->CallCharMethodV   (envPtr, object, methodId, args);
            break;

        case 'S':
            value.s = (*envPtr)->CallShortMethodV  (envPtr, object, methodId, args);
            break;

        case 'I':
            value.i = (*envPtr)->CallIntMethodV    (envPtr, object, methodId, args);
            break;

        case 'J':
            value.j = (*envPtr)->CallLongMethodV   (envPtr, object, methodId, args);
            break;

        case 'F':
            value.f = (*envPtr)->CallFloatMethodV  (envPtr, object, methodId, args);
            break;

        case 'D':
            value.d = (*envPtr)->CallDoubleMethodV (envPtr, object, methodId, args);
            break;

        default:
            ALogA(false, "JniTool CallObjectMethod paramCode = %s, illegal", paramCode);
    }

    va_end(args);

    return value;
}


static inline jvalue CallClassMethodV(jclass cls, char* methodName, char* paramCode, va_list args)
{
    JNIEnv*   envPtr    = GetEnvPtr();
    jmethodID methodId  = (*envPtr)->GetStaticMethodID(envPtr, cls, methodName, paramCode);

    ALogA
    (
        methodId != NULL,
        "JniTool CallClassMethodV can not get methodID, methodName = %s, paramCode = %s",
        methodName,
        paramCode
    );

    char* p = paramCode;

    // skip '()' to find out the return type
    while (*p != ')')
    {
        p++;
    }
    // skip ')'
    p++;

    jvalue value;
    switch (*p)
    {
        case 'V':
            (*envPtr)->CallStaticVoidMethodV             (envPtr, cls, methodId, args);
            break;

        case '[':
        case 'L':
            value.l = (*envPtr)->CallStaticObjectMethodV (envPtr, cls, methodId, args);
            break;

        case 'Z':
            value.z = (*envPtr)->CallStaticBooleanMethodV(envPtr, cls, methodId, args);
            break;

        case 'B':
            value.b = (*envPtr)->CallStaticByteMethodV   (envPtr, cls, methodId, args);
            break;

        case 'C':
            value.c = (*envPtr)->CallStaticCharMethodV   (envPtr, cls, methodId, args);
            break;

        case 'S':
            value.s = (*envPtr)->CallStaticShortMethodV  (envPtr, cls, methodId, args);
            break;

        case 'I':
            value.i = (*envPtr)->CallStaticIntMethodV    (envPtr, cls, methodId, args);
            break;

        case 'J':
            value.j = (*envPtr)->CallStaticLongMethodV   (envPtr, cls, methodId, args);
            break;

        case 'F':
            value.f = (*envPtr)->CallStaticFloatMethodV  (envPtr, cls, methodId, args);
            break;

        case 'D':
            value.d = (*envPtr)->CallStaticDoubleMethodV (envPtr, cls, methodId, args);
            break;

        default:
            ALogA(false, "JniTool CallClassMethod paramCode = %s, illegal", paramCode);
    }

    return value;
}


static inline jvalue CallClassMethod(jclass cls, char* methodName, char* paramCode, ...)
{
    va_list args;
    va_start(args, paramCode);
    jvalue value = CallClassMethodV(cls, methodName, paramCode, args);
    va_end(args);

    return value;
}


static jvalue CallStaticMethod(char* className, char* methodName, char* paramCode, ...)
{
    va_list args;
    va_start(args, paramCode);
    jvalue value = CallClassMethodV(GetClass(className), methodName, paramCode, args);
    va_end(args);

    return value;
}

說明幾點:

• 參數使用了變參，因爲調用的java方法不確定參數個數和類型，需要依次傳入。
• 返回值當然也是不確定類型的，所以使用了jValue這個union類型存放。
• 這兩個方法，只需要給出字符串類型的，類路徑，方法名，參數列表

那麼最後，封裝了一個獲取apk簽名hashcode的方法。這個是很有用的一般用來作爲apk的防破解。這裏也可以看到如何使用以上函數的封裝。

static int GetSignHashCode()
{
    JNIEnv*     envPtr          = GetEnvPtr();
    jobject     packageManager  = CallObjectMethod
                                  (
                                      nativeActivity->clazz,
                                      "getPackageManager",
                                      "()Landroid/content/pm/PackageManager;"
                                  ).l;

    jstring      packageName    = (jstring) CallObjectMethod
                                  (
                                      nativeActivity->clazz,
                                      "getPackageName",
                                      "()Ljava/lang/String;"
                                  ).l;

    jobject      packageInfo    = CallObjectMethod
                                  (
                                      packageManager,
                                      "getPackageInfo",
                                      "(Ljava/lang/String;I)Landroid/content/pm/PackageInfo;",
                                      packageName,
                                      64
                                  ).l;

    jclass       packageInfoCls = (*envPtr)->GetObjectClass(envPtr, packageInfo);

    jfieldID     signaturesFid  = (*envPtr)->GetFieldID
                                  (
                                      envPtr,
                                      packageInfoCls,
                                      "signatures",
                                      "[Landroid/content/pm/Signature;"
                                  );


    jobjectArray signatureArr   = (*envPtr)->GetObjectField       (envPtr, packageInfo,  signaturesFid);
    jobject      signature      = (*envPtr)->GetObjectArrayElement(envPtr, signatureArr, 0);

    return CallObjectMethod(signature, "hashCode", "()I").i;
}

可以看到，函數的實現，就是使用jni調用各種java已有的代碼來實現的。當然也可以獲得簽名的md5值，只是我懶得寫了。另外需要注意的是，jni提供的New開頭的函數，都需要調用Delete開頭的函數釋放內存。比如，NewStringUTF，DeleteLocalRef。