前言

ijklayer可以说是目前最火的一款移动端播放器了。它同时支持Android和iOS，它之所以如此流行，主要是代码写的太美了，我认为把它当作艺术品也不过分。

ijkplayer为了提高性能做了大量的优化，其中一个关键点是使用了JNI。播边器里最关键的部分全部由C来实现。

今天我们就来看看 jikplayer 是如何使用JNI的。

导入动态库

ijkplayer 创建 IJKMediaPlayer 对象时，在其构造函数里会调到 loadLibrariesOnce 方法。代码如下：

public static void loadLibrariesOnce(IjkLibLoader libLoader) {
......
libLoader.loadLibrary("ijkffmpeg"); //加载 ffmpeg 用于解码
libLoader.loadLibrary("ijksdl"); // 加载 sdk 用于渲染
libLoader.loadLibrary("ijkplayer"); // 加载 ijkplayer 核心播放器
......
}

其中，loadLibrariesOnce方法中的libLoader是ijkplayer定义的IjkLibLoader类对象。该对象的 loadLibrary 方法最终会调用 System.loadLibrary 函数完成共享库的加载。

经过上面操作后 ijkffmpeg、ijksdl及ijkplayer就被加载到JavaVM里了。

在Android系统下，每一个进程只能有一个JavaVM。

我们第一步看下在ijkplayer里，如何通过 Java代码调到 C/C++接口。

在Java层定义本地方法

想通过 Java 调用 C/C++ 接口，首先需要让 Java 程序知道都有哪些 C/C++ 接口可用。这有点像C/C++中常说的符号表（名子与地址的对应关系表）。如何能做到这点呢？方法很简单，就是在 Java 类方法的前边加上 "native" 关键字。我们看一下 IJKPlayer 都提供了哪些本地方法吧：

......
private native void _setDataSource(IMediaDataSource mediaDataSource);
public native void _prepareAsync() throws IllegalStateException;
private native void _start() throws IllegalStateException;
private native void _stop() throws IllegalStateException;
private native void _pause() throws IllegalStateException;
public native void seekTo(long msec) throws IllegalStateException;
public native long getDuration();
private native void _release();
public native void setVolume(float leftVolume, float rightVolume);
private static native void native_init();
......

这一步是不是非常简单？

当然，只做到这一步还无法调用 C/C++接口，因为你还没告诉JavaVM你的C/C++接口在哪儿呢。

注册C/C++方法

仅在Java层定义本地方法只完成了工作的一半。当Java代码真正调用 “native” 方法时，JavaVM虚拟机会在符号表中查找有没有 Java 程序想调用的函数。如果此时没有的话，JavaVM 就会报错。所以现在我们要将 C/C++ 提供的接口注册到 JavaVM中。

首先，建好函数对应表。此表中的每一项都包括三个元素，分别是 外部调用的接口名、signature、内部真正的实现函数。

signature 后面有专门的讲解。

代码如下：

static JNINativeMethod g_methods[] = {
......
{ "_setDataSource", "(Ltv/danmaku/ijk/media/player/misc/IMediaDataSource;)V", (void *)IjkMediaPlayer_setDataSourceCallback},
{ "_prepareAsync", "()V", (void *) IjkMediaPlayer_prepareAsync },
{ "_start", "()V", (void *) IjkMediaPlayer_start },
{ "_stop", "()V", (void *) IjkMediaPlayer_stop },
{ "seekTo", "(J)V", (void *) IjkMediaPlayer_seekTo },
{ "_pause", "()V", (void *) IjkMediaPlayer_pause },{ "getDuration", "()J", (void *) IjkMediaPlayer_getDuration },
{ "_release", "()V", (void *) IjkMediaPlayer_release },
{ "setVolume", "(FF)V", (void *) IjkMediaPlayer_setVolume },
{ "native_init", "()V", (void *) IjkMediaPlayer_native_init },
......
};

看看这里的外部调用函数名是不是与上面在 Java 层定义的方法名是一样的呢？只有一样它们之前才能建立起对应关系来。

然后，将上面表中的方法注册到JavaVM中。代码如下：

......

//注册native方法，并与 IjkMediaPlayer 关联起来。
//g_clazz.clazz 存放的是 IjkMediaPlayer 类的 jclass 对象
//g_methods 就是上面定义的函数表//NELEM(g_methods) 计算函数表中一共有几项
(*env)->RegisterNatives(env, g_clazz.clazz, g_methods, NELEM(g_methods) );

......

ijkplayer通过FindClass找到IjkMediaPlayer类的 jclass 对象，再通过RegisterNatives函数将C/C++接口注册到JavaVM中，并与IjkMediaPlayer类绑定在一起。

在哪儿注册最好

上面我们知道了如何注册C/C++方法，那么在什么地方注册好呢？答案是在 JNI_OnLoad 函数中。因为在加载动态链接库时，JavaVM会主动调用JNI_OnLoad(JavaVM * jvm, void * reserved)。看一下ijkplayer的实现：

JNIEXPORT jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved)
{
JNIEnv* env = NULL;
g_jvm = vm;
if ((*vm)->GetEnv(vm, (void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
return -1;
}
......
// FindClass returns GlobleReference
IJK_FIND_JAVA_CLASS(env, g_clazz.clazz, JNI_CLASS_IJKPLAYER);
(*env)->RegisterNatives(env, g_clazz.clazz, g_methods, NELEM(g_methods) );
......
return JNI_VERSION_1_4;
}
JNIEXPORT void JNI_OnUnload(JavaVM *jvm, void *reserved)
{
......
}

在 JNI_OnLoad 函数中首先获取 JNIEnv，之后找到 IjkMediaPlayer 类，最后注册C/C++方法，并将注册的方法与IjkMediaPlayer类关联起来。

当然，有了 JNI_OnLoad 还要有 JNI_OnUnload 函数。它在共享库被卸载时调用，可以在这里释放一些资源。

通过上面的操作我们就可以从 Java 调用 C++的代码了。有没有赶快去试试的冲动？先别急，现在只介绍了如何从 Java 调用 C/C++的方法。那么反回来如何从 C/C++ 调 Java 代码呢？

C/C++调用Java方法

ijkplayer 会使用C调用android下的 MediaCodec 类中的方法。首先，通过 FindClass 获取MediaCodec的 jclass 对象。然后设置该对象为全局引用，并将它的本地引用删除。

这些方法的调用都要做异常判断，如果出现异常所有的结果都是无效的值。

我们就以这个为例子，看一下它是如何从C调用的java方法吧。

......
//对异常的处理
bool J4A_ExceptionCheck__catchAll(JNIEnv *env)
{
if ((*env)->ExceptionCheck(env)) {
(*env)->ExceptionDescribe(env);
(*env)->ExceptionClear(env);
return true;
}
return false;
}
//通过 FindClass 得到jclass对象
jclass J4A_FindClass__catchAll(JNIEnv *env, const char *class_sign)
{
jclass clazz = (*env)->FindClass(env, class_sign);
......
}
//拿到 jclass 对象，并设置其为全局引用
jclass J4A_FindClass__asGlobalRef__catchAll(JNIEnv *env, const char *class_sign)
{
jclass clazz_global = NULL;
jclass clazz = J4A_FindClass__catchAll(env, class_sign);
......
//设置为全局引用
clazz_global = J4A_NewGlobalRef__catchAll(env, clazz);
......
fail:
J4A_DeleteLocalRef__p(env, &clazz);
return clazz_global;
}
......
//设置要获取的类名
sign = "android/media/MediaCodec";
class_J4AC_android_media_MediaCodec.id =
J4A_FindClass__asGlobalRef__catchAll(env, sign);
......

获得了 jclass 后，就可以通过 Get<Type>MethodID 获取类方法的jmethodID对象。

......
jmethodID J4A_GetStaticMethodID__catchAll(JNIEnv *env, jclass clazz, const char *method_name, const char *method_sign)
{
jmethodID method_id = (*env)->GetStaticMethodID(env, clazz, method_name, method_sign);
......
fail:
return method_id;
}
......
class_id = class_J4AC_android_media_MediaCodec.id; //jclass
name = "createByCodecName"; //方法名
sign = "(Ljava/lang/String;)Landroid/media/MediaCodec;"; //signature
class_J4AC_android_media_MediaCodec.method_createByCodecName =
J4A_GetStaticMethodID__catchAll(env, class_id, name, sign);
......

最后，通过 Call<Type>Method 调用 java 方法。

......
jobject J4AC_android_media_MediaCodec__createByCodecName(JNIEnv *env, jstring name)
{
return (*env)->CallStaticObjectMethod(env,
class_J4AC_android_media_MediaCodec.id,
class_J4AC_android_media_MediaCodec.method_createByCodecName,
name);
}
......

现在 C/C++ 也可以调用 Java 方法了。

最后，我们再来看一下C/C++如何访问 java 的字段吧，这个就更简单了。

C/C++访问Java字段

有了 C/C++访问Java的基础，再看访问Java字段就容易多了。它也是先获取 jclass, 之后通过 jclass 得到 jfieldID，最终 Get/Set java 字段。jclass的获取我们就不讲了，重点说说获取 jfieldID 和 Get/Set。

......
jfieldID J4A_GetFieldID__catchAll(JNIEnv *env, jclass clazz, const char *field_name, const char *field_sign)
{
//获得 jfieldID
jfieldID field_id = (*env)->GetFieldID(env, clazz, field_name, field_sign);
//异常判断
if (J4A_ExceptionCheck__catchAll(env) || !field_id) {
......
}
fail:
return field_id;
}
......
class_id = class_J4AC_android_media_MediaCodec__BufferInfo.id; //jclass
name = "flags"; // java 字段名
sign = "I"; // signature
class_J4AC_android_media_MediaCodec__BufferInfo.field_flags =
J4A_GetFieldID__catchAll(env, class_id, name, sign);
......

上面的代码通过GetFieldID方法就得到了我们想要的 jfieldID。下一步看看如何进行 Get/Set。

......
jint J4AC_android_media_MediaCodec__BufferInfo__flags__get(JNIEnv *env, jobject thiz)
{
return (*env)->GetIntField(env, thiz, class_J4AC_android_media_MediaCodec__BufferInfo.field_flags);
}
......
void J4AC_android_media_MediaCodec__BufferInfo__flags__set(JNIEnv *env, jobject thiz, jint value)
{
(*env)->SetIntField(env, thiz, class_J4AC_android_media_MediaCodec__BufferInfo.field_flags, value);
}
......

非常简单，JNI调用 Get<Type>Field或Set<Type>Field方法获取或设置Java的字段。

至此我们就分析完了 ijkplayer 对 JNI的使用。后面附上 Signature 的说明。

Signature

在JNI中Signature主要用于操作Java类中的方法。Signature一般由两部分组成：方法参数；方法返回值。

• 方法参数包含在“()”中，返回值在括号外。

• 方法参数个数较多时会依次以“;”隔开。

• 当参数或者返回值是基本数据类型时，必须用其在JNI中的描述符表示。下表就是Java基本数据类型对应的JNI中的描述符。

• 方法参数或者返回值为java中的对象时，必须以“L”加上其路径，不过路径必须以“/”分开，自定义的对象也使用本规则，不在包中时直接“L”加上类名称。

• 当参数或者返回值为数组时，前面必须加上“[”。

以上就是Signature表示方法的规则！

看看下面一些Signature，你能一个个转换为相应的方法吗？

• ([LStudent;)[LStudent;

• ([I[Ljava/lang/String;[LStudent;)Ljava/lang/Object;

• ([LStudent;[LStudent;)[LStudent;

• ([Ljava/util/Iterator;)[Ljava/util/Enumeration;

• ([Ljava/lang/Object;)[Ljava/lang/Object;

• ([Ljava/lang/String;)[Ljava/lang/String;

• (LStudent;)LStudent;

小结

本篇文章介绍了ijkplayer是如何使用JNI的，主要包以下几点内容：

1. Java 如何调用 C/C++ 接口。

2. C/C++ 如何调用 Java 方法。

3. C/C++ 如何设置/获取 Java 字段的值。

希望本文能对您有所帮助，并请多多观注。谢谢！

参考

JNI编程常见问题