CN104778075A - Android系统中native层调用Java层API的方法和装置 - Google Patents
Android系统中native层调用Java层API的方法和装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种Android系统中native层调用Java层API的方法和装置，应用于Android系统的native层中，其中，方法包括：根据native线程与Java层API之间的调用关系，将native线程与Java层API对应的JNI环境变量绑定；根据Java层API的调用请求，获取与native线程绑定的JNI环境变量；根据JNI环境变量调用Java层API。通过本方案，在native层调用Java层API的过程中，省略了Java层调用native层接口设置JNI环境变量的步骤，避免了native层和Java层之间频繁的相互调用可能引起的程序崩溃、内存泄露等问题，提高了效率。
Description
技术领域
本发明涉及计算机应用技术领域，具体涉及一种Android系统中native层调用Java层API的方法和装置。
背景技术
Android操作系统是一种以Linux为基础的操作系统，主要使用于便携设备。Android系统中上层应用的开发一般基于Java完成。
Java是平台无关的，因此有些底层的任务用Java实现起来并不容易，例如，当涉及本地服务、链接库或硬件驱动等方面的任务时，通常需要运行C来实现，而C程序运行在native(本地方法)层。Java层和native层之间可通过一种JNI(Java Native Interface；Java，native接口)的机制相互调用。Android系统中，更多的功能是以Java层API的形式提供的，native层也经常需要调用这些Java层的API以实现相应的功能。
然而现有技术中的native层调用Java层API的方式中，往往需要Java层和native层之间通过JNI多次重复地相互调用，效率低下，并且容易因此引起内存泄露或程序崩溃等问题。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的Android系统中native层调用Java层API的方法和装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种Android系统中native层调用Java层API的方法，应用于Android系统的native层中，方法包括：
根据native线程与Java层API之间的调用关系，将native线程与Java层API对应的JNI环境变量绑定；
根据Java层API的调用请求，获取与native线程绑定的JNI环境变量；
根据JNI环境变量调用Java层API。
根据本发明的另一方面，提供了一种Android系统中native层调用Java层API的装置，应用于Android系统的native层中，装置包括：
绑定模块，适于根据native线程与Java层API之间的调用关系，将native线程与Java层API对应的JNI环境变量绑定；
获取模块，适于根据Java层API的调用请求，获取与native线程绑定的JNI环境变量；
调用模块，适于根据JNI环境变量调用Java层API。
根据本发明的Android系统中native层调用Java层API的方法和装置，在native线程运行时，将该native线程与其需要调用的Java层API对应的JNI环境变量绑定，在native线程需要调用Java层的API时，native线程直接获取绑定的JNI环境变量，根据该JNI环境变量即可调用Java层API。通过本方案，在native层调用Java层API的过程中，省略了Java层调用native层接口设置JNI环境变量的步骤，避免了native层和Java层之间频繁的相互调用可能引起的程序崩溃、内存泄露等问题，提高了效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本发明一个实施例的Android系统中native层调用Java层API的方法的流程图；
图2a示出了现有的Java层API调用方式的示意图；
图2b示出了本发明实施例提供的Java层API调用方式的示意图；
图3示出了根据本发明另一个实施例的Android系统中native层调用Java层API的方法的流程图；
图4示出了根据本发明一个实施例的Android系统中native层调用Java层API的装置的结构框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在描述本发明各实施例之前，简要介绍与本发明相关的概念以及本发明各实施例适用的场景。
如前文所述，Java是平台无关的，因此有些底层的任务用Java实现起来并不容易，例如，当涉及本地服务、链接库或硬件驱动等方面的任务时，通常需要运行C来实现，而C程序运行在native(本地方法)层。
另一方面，由于大部分的用户功能都在Java层提供，native线程会经常需要调用Java层API实现相应的功能，例如，调用Java层用于弹窗API实现弹窗的操作。具体地，native层和Java层通过JNI(Java Native Interface；Java，native接口)交互，JNI是一组双向的接口，开发者不仅可以通过JNI在Java层中调用native层接口，还可以在native层中嵌入一个Java虚拟机(VM)，并通过JNI访问运行于虚拟机中的Java层API。也就是说，JNI充当一个桥梁的角色，它将Java虚拟机与native层联系起来，从而实现了Java层与native层的相互调用。
图1示出了根据本发明一个实施例的Android系统中native层调用Java层API的方法的流程图，应用于Android系统的native层中。如图1所示，方法包括如下步骤：
步骤S110，根据native线程与Java层API之间的调用关系，将native线程与Java层API对应的JNI环境变量绑定。
Java层API(application programming interface，应用编程接口)是Android提供给应用层程序或开发者的预定义函数，实现特定的功能，包括Android图形化API，例如，弹窗API；以及多媒体API，网络API等。native线程(本地线程)是系统或程序在native层中创建的线程，本发明中，请求调用Java层API的native线程包括模拟游戏线程、与图像运算有关的线程、复杂运算线程等。
根据上文描述，在本发明适用的场景中，native线程和Java层API之间的调用关系是已知并确定的。例如，native层中的模拟游戏线程运行中，将会响应于用户的特定操作而需要调用Java层的弹窗API已进行弹窗。则步骤S110的一种实施方式是，当该模拟游戏线程在native层启动时，就将其与可能要调用的Java层的弹窗API的JNI环境变量绑定并在线程运行时保持绑定。
具体地，Android系统中，通过虚拟机实现native线程与JNI环境变量的绑定。
步骤S120，根据Java层API的调用请求，获取与native线程绑定的JNI环境变量。
如上文所述，native线程通过JNI调用Java层API。每次调用时，native线程先要获取Java层API对应的JNI环境变量。上述的Java层API调用请求可能来自于用户操作，例如，在当前游戏中，用户触发游戏的UI界面导致需要弹框，其中，UI界面由Java层程序提供，弹框操作由Java层API完成。
图2a示出了现有的native线程调用Java层API的方式的示意图。如图2a所示，在一次调用中，包括如下步骤：1、根据调用请求，Java层对native层的代码发起调用；2、native层设置相应的JNI环境变量；3、native层获取设置的JNI环境变量；4、根据设置的JNI环境变量回调Java层API。当native线程需要频繁调用Java层API时，上述调用native层的代码设置相应的JNI环境变量的步骤1、2不断被重复。实际上，Java层API与调用该API所需的JNI环境变量之间是存在确定的对应关系的，因此，上述步骤1、2的不断重复导致调用效率低下。
本发明实施例的步骤S110中，利用虚拟机实现native线程和JNI环境变量的绑定，在响应于API调用请求时，使用系统提供的native层的函数查找到与native线程绑定的JNI环境变量。
步骤S130，根据JNI环境变量调用Java层API。
图2b示出了本发明实施例提供的一种Java层API调用方式的示意图，如图2b所示，在调用之前，native线程开始运行时，根据已知的调用关系，JNI环境变量与native线程被绑定。调用过程中，包括：1、当Java层的UI(用户接口)检测到用户的与API调用有关的操作，作为API调用请求传递至native层；2、通过native层的函数，例如jni_thread_getenv等获取与线程绑定的JNI环境变量，3、根据该JNI环境变量调用Java层API。与图2a中相比，在一次调用过程中只包括上述步骤2、3，而省略了Java层通过JNI调用native设置JNI环境变量的步骤。当调用频繁时，这能够显著提升效率。
根据本发明上述实施例提供的方法，在native线程运行时，将该native线程与其需要调用的Java层API对应的JNI环境变量绑定，在native进程需要调用Java层的API时，native线程直接获取绑定的JNI环境变量，根据该JNI环境变量即可调用Java层API。通过本方案，在native层调用Java层API的过程中，省略了Java层调用native层接口设置JNI环境变量的步骤，每次调用需要的JNI环境变量可由native线程直接获得，避免了native层和Java层之间频繁的相互调用可能引起的程序崩溃、内存泄露等问题，提高了效率。
图3示出了根据本发明另一个实施例的Android系统中native层调用Java层API的方法的流程图。本实施例中利用虚拟机和native线程的局部存储机制进行native线程和JNI环境变量的绑定，如图3所示，方法包括如下步骤：
步骤S310，在native层将native线程与对应的虚拟机绑定。
native线程通过虚拟机获取JNI环境变量时，需要将线程绑定到对应的虚拟机上。具体地，通过调用AttachCurrentThread方法将native线程与对应的虚拟机绑定。调用AttachCurrentThread方法会得到一个指向JNI环境变量的指针。当AttachCurrentThread方法被调用成功之后，当前native线程即可被虚拟机感知。
步骤S320，将JNI环境变量设置为native线程的私有全局变量。
本实施例中利用native线程的局部存储机制将native线程与JNI环境变量绑定。
该步骤可包括：创建native线程的私有全局变量；将JNI环境变量保存在native线程的私有全局变量中。其中，将JNI环境变量保存在native线程的私有全局变量可通过pthread_setspecific方法完成。
步骤S310和S320可由下面代码实现：
步骤S330，接收Java层API调用请求。
该API调用请求可以是Java层通过UI界面感知的用户操作，例如，应用中设定用户按返回键时，出现弹窗，则Java层检测到返回键被按下时，native层接收到Java层传递的弹窗API调用请求。
步骤S340，通过jni_thread_getenv方法得到与native线程绑定的JNI环境变量。
具体如下：
jniEnv＝jni_thread_getenv()；
……
(*jniEnv)->CallStaticObjectMethod(jniEnv,…,…)；
上述代码中，使用了jni_thread_getenv方法和CallStaticObjectMethod方法，最终得到JNI环境变量的指针。
步骤S350，根据获取的JNI环境变量调用Java层API。
Java层API包括Android图形化API，调用图形化API的native线程可以是：模拟游戏线程、与图像运算有关的线程、复杂运算线程。
根据本发明上述实施例提供的方法，在native线程运行时，将该native线程与其需要调用的Java层API对应的JNI环境变量绑定，在native线程需要调用Java层的API时，native线程直接获取绑定的JNI环境变量，根据该JNI环境变量即可调用Java层API。通过本方案，在native层调用Java层API的过程中，省略了Java层调用native层接口设置JNI环境变量的步骤，每次调用需要的JNI环境变量可由native线程直接获得，避免了native层和Java层之间频繁的相互调用可能引起的程序崩溃、内存泄露等问题，提高了效率。
图4示出了根据本发明一个实施例的Android系统中native层调用Java层API的装置的结构示意图，如图4所示，装置包括：
绑定模块410，适于根据native线程与Java层API之间的调用关系，将native线程与Java层API对应的JNI环境变量绑定。
Java层API(application programming interface，应用编程接口)是Android提供给应用层程序或开发者的预定义函数，实现特定的功能，包括Android图形化API，例如，弹窗API；以及多媒体API，网络API等。native线程(本地线程)是系统或程序在native层中创建的线程，本发明中，请求调用Java层API的native线程包括模拟游戏线程、与图像运算有关的线程、复杂运算线程等。
native线程和Java层API之间的调用关系是已知并确定的。例如，native层中的模拟游戏线程运行中，可能会响应于用户操作需要调用Java层的弹窗API。绑定模块410可以在该模拟游戏线程在native层启动时，就将其与可能要调用的Java层的弹窗API的JNI环境变量绑定。
可选地，绑定模块410利用虚拟机和native线程的局部存储机制将native线程与Java层API对应的JNI环境变量绑定。具体地，绑定模块410在native层将native线程与对应的虚拟机绑定；并将JNI环境变量设置为native线程的私有全局变量。
可选地，绑定模块410通过调用AttachCurrentThread方法进行上述native线程与对应虚拟机的绑定。
可选地，绑定模块410创建native线程的私有全局变量；通过pthread_setspecific方法将JNI环境变量保存在native线程的私有全局变量中。
获取模块420，适于根据Java层API的调用请求，获取与native线程绑定的JNI环境变量。
可选地，获取模块420进一步适于：通过jni_thread_getenv方法得到与native线程绑定的JNI环境变量。
可选地，获取模块420进一步适于：响应于与Java层API调用有关的用户操作，获取与native线程绑定的JNI环境变量。
调用模块430，适于根据JNI环境变量调用Java层API。
根据本发明上述实施例提供的装置，在native线程运行时，绑定模块将该native线程与其需要调用的Java层API对应的JNI环境变量绑定，在native线程需要调用Java层的API时，native进程直接获取绑定的JNI环境变量，根据该JNI环境变量即可调用Java层API。通过本方案，在native层调用Java层API的过程中，省略了Java层调用native层接口设置JNI环境变量的步骤，避免了native层和Java层之间频繁的相互调用可能引起的程序崩溃、内存泄露等问题，提高了效率。
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的Android系统中native层调用Java层API的装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
本发明公开了：
A1、一种Android系统中native层调用Java层API的方法，应用于Android系统的native层中，所述方法包括：
根据native线程与Java层API之间的调用关系，将所述native线程与所述Java层API对应的JNI环境变量绑定；
根据Java层API的调用请求，获取与所述native线程绑定的JNI环境变量；
根据所述JNI环境变量调用Java层API。
A2、根据A1所述的方法，其中，所述将所述native线程与所述Java层API对应的JNI环境变量绑定进一步包括：
在native层将所述native线程与对应的虚拟机绑定；
将所述JNI环境变量设置为所述native线程的私有全局变量。
A3、根据A2所述的方法，其中，所述在native层将所述native线程与虚拟机绑定进一步为：
通过调用AttachCurrentThread方法将所述native线程与对应的虚拟机绑定。
A4、根据A2或A3所述的方法，其中，所述将所述JNI环境变量设置为所述native线程的私有全局变量进一步包括：
创建所述native线程的私有全局变量；
通过pthread_setspecific方法将所述JNI环境变量保存在所述native线程的私有全局变量中。
A5、根据A1-A4任一项所述的方法，其中，所述获取与所述native线程绑定的JNI环境变量进一步包括：
通过jni_thread_getenv方法得到与所述native线程绑定的JNI环境变量。
A6、根据A1或A5所述的方法，其中，所述根据系统中Java层API的调用请求，获取与对应native线程绑定的JNI环境变量进一步包括：
响应于与Java层API调用有关的用户操作，获取与所述native线程绑定的JNI环境变量。
A7、根据A1-A6任一项所述的方法，其中，所述Java层API包括Android图形化API，所述native线程包括以下至少一个：模拟游戏线程、与图像运算有关的线程、复杂运算线程。
B8、一种Android系统中native层调用Java层API的装置，应用于Android系统的native层中，所述装置包括：
绑定模块，适于根据native线程与Java层API之间的调用关系，将所述native线程与所述Java层API对应的JNI环境变量绑定；
获取模块，适于根据Java层API的调用请求，获取与所述native线程绑定的JNI环境变量；
调用模块，适于根据所述JNI环境变量调用Java层API。
B9、根据B8所述的装置，其中，所述绑定模块进一步适于：
在native层将所述native线程与对应的虚拟机绑定；
将所述JNI环境变量设置为所述native线程的私有全局变量。
B10、根据B9所述的装置，其中，所述绑定模块进一步适于：通过调用AttachCurrentThread方法将所述native线程与对应的虚拟机绑定。
B11、根据B9或B10所述的装置，其中，所述绑定模块进一步适于：
创建所述native线程的私有全局变量；
通过pthread_setspecific方法将所述JNI环境变量保存在所述native线程的私有全局变量中。
B12、根据B8-B11任一项所述的装置，其中，所述获取模块进一步适于：通过jni_thread_getenv方法得到与所述native线程绑定的JNI环境变量。
B13、根据B8或B12所述的装置，其中，所述获取模块进一步适于：响应于与Java层API调用有关的用户操作，获取与所述native线程绑定的JNI环境变量。
B14、根据B8-B13任一项所述的装置，其中，所述Java层API包括Android图形化API，所述native线程包括以下至少一个：模拟游戏线程、与图像运算有关的线程、复杂运算线程。
Claims (10)
1.一种Android系统中native层调用Java层API的方法，应用于Android系统的native层中，所述方法包括：
根据native线程与Java层API之间的调用关系，将所述native线程与所述Java层API对应的JNI环境变量绑定；
根据Java层API的调用请求，获取与所述native线程绑定的JNI环境变量；
根据所述JNI环境变量调用Java层API。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将所述native线程与所述Java层API对应的JNI环境变量绑定进一步包括：
在native层将所述native线程与对应的虚拟机绑定；
将所述JNI环境变量设置为所述native线程的私有全局变量。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述在native层将所述native线程与虚拟机绑定进一步为：
通过调用AttachCurrentThread方法将所述native线程与对应的虚拟机绑定。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述将所述JNI环境变量设置为所述native线程的私有全局变量进一步包括：
创建所述native线程的私有全局变量；
通过pthread_setspecific方法将所述JNI环境变量保存在所述native线程的私有全局变量中。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中，所述获取与所述native线程绑定的JNI环境变量进一步包括：
通过jni_thread_getenv方法得到与所述native线程绑定的JNI环境变量。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其中，所述根据系统中Java层API的调用请求，获取与对应native线程绑定的JNI环境变量进一步包括：
响应于与Java层API调用有关的用户操作，获取与所述native线程绑定的JNI环境变量。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其中，所述Java层API包括Android图形化API，所述native线程包括以下至少一个：模拟游戏线程、与图像运算有关的线程、复杂运算线程。
8.一种Android系统中native层调用Java层API的装置，应用于Android系统的native层中，所述装置包括：
绑定模块，适于根据native线程与Java层API之间的调用关系，将所述native线程与所述Java层API对应的JNI环境变量绑定；
获取模块，适于根据Java层API的调用请求，获取与所述native线程绑定的JNI环境变量；
调用模块，适于根据所述JNI环境变量调用Java层API。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述绑定模块进一步适于：
在native层将所述native线程与对应的虚拟机绑定；
将所述JNI环境变量设置为所述native线程的私有全局变量。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述绑定模块进一步适于：通过调用AttachCurrentThread方法将所述native线程与对应的虚拟机绑定。
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