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深入理解 JNI
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#### 目录

1. 前言
2. 实例分析之 MediaScanner
3. Java 层的 MediaScanner

#### 前言

JNI 是 Java Native Interface 的缩写，中文译为 " Java 本地调用 "。通俗的说，JNI 是一种技术，通过这种技术可以做到 Java 中的函数和 C/C++ 编写的 Native 函数相互调用。

Android 中大量使用了 JNI 技术，本节就以 MediaScanner 来讲解 JNI。

#### 实例分析之 MediaScanner

MediaScanner 是 Android 平台中多媒体系统的重要组成部分，它的功能是扫描媒体文件，得到诸如歌曲时长，歌曲信息等媒体信息，并将它们存入到媒体数据库中，以供其他应用程序使用。

![](https://i.loli.net/2019/05/15/5cdbab5edbb0391147.png)

Java 世界对应的是 MediaScanner，而这个 MediaScanner 类有一些函数需要由 Native 层来实现。JNI 层对应的是 libmedia_jni.so。media_jni 是 JNI 库的名字，其中下划线前的 media 是 Native 库层的名字，这里就是 libmedia 库。下划线后的 ini 表示它是一个 JNI 库。JNI 库的名字可以随便取，但是 Android 平台基本上都是采用 “ lib模块名_jni.so “ 的命名方式。

从上面的分析可知：JNI 层必须实现为动态库的形式，这样 Java 虚拟机才能加载它并调用它的函数。

#### Java 层的 MediaScanner

```java
public class MediaScanner implements AutoCloseable {
  	//1. 加载对应的 JNI 库
    static {
        System.loadLibrary("media_jni");
        native_init();
    }
  	//...
  	//2. 声明 Native 函数，用 native 关键字标示，表示它将由 JNI 层完成
    private native boolean processFile(String path, String mimeType, MediaScannerClient client);
    private static native final void native_init();
  
}    
```

如果 Java 要调用 native 函数，就必须通过一个位于 JNI 层的动态库来实现。动态库就是运行时加载的库，那么在什么时候以及什么地方加载这个库呢？

原则是是，在调用 native 函数前，任何时候、任何地方加载都可以。通常的做法是在类的 static 语句中加载，调用 System.loadLibrary 方法就可以了。其函数的参数是动态库的名字，即 media_jni。系统会自动根据不同的平台扩展成真实的动态库文件名，例如在 Linux 系统上会扩展成 libmedia_jni.so，而在 Windows 平台上则会扩展成 media_jni.dll。

在 Java 层使用 JNI 技术真是太容易了，只需要完成两项工作即可：

1. 加载对应的 JNI 库
2. 声明由关键字 native 修饰的函数

但是在 JNI 层，要完成的任务可没那么轻松了。

#### JNI 层 MeidaScanner

看下 android.media.MediaScanner.cpp 源码：

```c++
static void
android_media_MediaScanner_native_init(JNIEnv *env)
{
    ALOGV("native_init");
    jclass clazz = env->FindClass(kClassMediaScanner);
    if (clazz == NULL) {
        return;
    }

    fields.context = env->GetFieldID(clazz, "mNativeContext", "J");
    if (fields.context == NULL) {
        return;
    }
}

static jboolean
android_media_MediaScanner_processFile(
        JNIEnv *env, jobject thiz, jstring path,
        jstring mimeType, jobject client)
{
    ALOGV("processFile");

    // Lock already hold by processDirectory
    MediaScanner *mp = getNativeScanner_l(env, thiz);
    if (mp == NULL) {
        jniThrowException(env, kRunTimeException, "No scanner available");
        return false;
    }

    if (path == NULL) {
        jniThrowException(env, kIllegalArgumentException, NULL);
        return false;
    }

    const char *pathStr = env->GetStringUTFChars(path, NULL);
    if (pathStr == NULL) {  // Out of memory
        return false;
    }

    const char *mimeTypeStr =
        (mimeType ? env->GetStringUTFChars(mimeType, NULL) : NULL);
    if (mimeType && mimeTypeStr == NULL) {  // Out of memory
        // ReleaseStringUTFChars can be called with an exception pending.
        env->ReleaseStringUTFChars(path, pathStr);
        return false;
    }

    MyMediaScannerClient myClient(env, client);
    MediaScanResult result = mp->processFile(pathStr, mimeTypeStr, myClient);
    if (result == MEDIA_SCAN_RESULT_ERROR) {
        ALOGE("An error occurred while scanning file '%s'.", pathStr);
    }
    env->ReleaseStringUTFChars(path, pathStr);
    if (mimeType) {
        env->ReleaseStringUTFChars(mimeType, mimeTypeStr);
    }
    return result != MEDIA_SCAN_RESULT_ERROR;
}
```