引言

在Android开发的世界里，Framework和JNI无疑是两个不可或缺的核心组件。Framework为Android应用提供了丰富的功能和稳定的运行环境，而JNI则允许Java代码与本地代码（如C/C++）进行交互。本文将通过深入分析Android 12.0.0_r34的代码，揭开Framework与JNI之间的神秘联系，并探讨它们在实际开发中的应用。

JNI注册机制：动态注册与固定套路

在Android Framework中，JNI（Java Native Interface）的动态注册是一个关键环节。通常，框架中使用的native函数都是通过动态注册的方式与Java层进行交互的。这种注册过程遵循一定的套路，使得开发者能够方便地调用本地代码。

以Parcel类为例，我们可以看到其中包含多个标记为native的方法。这些方法的动态注册过程可以通过Android源码中的jni定义来进一步了解。首先，我们可以在Parcel.java中找到这些native方法的声明：

publicfinalclassParcel{
    privatestaticnative longnativeCreate();
    privatestaticnative longnativeFreeBuffer(longnativePtr);
    privatestaticnative voidnativeDestroy(longnativePtr);
}

接下来，在Android源码中，我们可以找到相应的jni定义：

// frameworks/base/core/jni/android_os_Parcel.cpp
# include"core_jni_helpers.h"

namespace android {
    staticstructparcel_offsets_t{
        jobject clazz;
        jfieldID mNativePtr;
        jmethodID obtain;
        jmethodID recycle;
    } gParcelOffsets;

    staticjlongandroid_os_Parcel_create(JNIEnv* env, jobject clazz){
        Parcel* parcel =newParcel();
        return reinterpret_cast<jlong>(parcel);
    }

    staticvoidandroid_os_Parcel_freeBuffer(JNIEnv* env, jobject clazz, jlong nativePtr){
        Parcel* parcel = reinterpret_cast<Parcel*>(nativePtr);
        if(parcel !=NULL) {
            parcel->freeData();
        }
    }

    staticvoidandroid_os_Parcel_destroy(JNIEnv* env, jobject clazz, jlong nativePtr){
        Parcel* parcel = reinterpret_cast<Parcel*>(nativePtr);
        deleteparcel;
    }

    // ...
}

动态注册的关键：RegisterMethodsOrDie函数

在源码中，我们还会发现一个名为register_android_os_Parcel的函数，它负责完成所有JNI函数的动态注册。这个函数的内部实现涉及到两个关键步骤：首先，使用RegisterMethodsOrDie函数完成所有JNI函数的动态注册；其次，提前使用JNIEnv找到后续cpp函数回调Java层时可能要用到的jclass、jfieldID或jmethodID，并将这些信息保存在一个全局结构体中。

// frameworks/base/core/jni/core_jni_helpers.h
# include<android_runtime/AndroidRuntime.h>

namespace android {
    staticinlineintRegisterMethodsOrDie(JNIEnv* env,constchar* className,constJNINativeMethod* gMethods,intnumMethods){
        intres = AndroidRuntime::registerNativeMethods(env, className, gMethods, numMethods);
        LOG_ALWAYS_FATAL_IF(res <0,"Unable to register native methods.");
        returnres;
    }
}

调用链探秘：从start到register_jni_procs

那么，框架会在什么时候调用相应的register函数呢？答案依然在AndroidRuntime.cpp中。首先，我们会在AndroidRuntime.cpp中看到extern声明和一个全局数组：

// frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp
usingnamespace android;

externintregister_android_opengl_jni_EGL14(JNIEnv* env);
externintregister_android_opengl_jni_EGL15(JNIEnv* env);
externintregister_android_opengl_jni_EGLExt(JNIEnv* env);
// ...
externintregister_android_os_MessageQueue(JNIEnv* env);
externintregister_android_os_Parcel(JNIEnv* env);
// ...

接下来，我们定义了一个名为REG_JNI的结构体，用于存储注册函数的名称和对应的函数指针：

// frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp
# ifdefNDEBUG
# defineREG_JNI(name) { name }
# else
# defineREG_JNI(name) { name, # name }
# endif

structRegJNIRec{
    int(*mProc)(JNIEnv*);
    constchar* mName;
};

constRegJNIRec gRegJNI[] = {
    REG_JNI(register_android_os_Parcel),REG_JNI(register_android_opengl_jni_EGL14),REG_JNI(register_android_opengl_jni_EGL15),REG_JNI(register_android_opengl_jni_EGLExt),REG_JNI(register_android_os_MessageQueue)
};

最后，在AndroidRuntime::startReg函数中，我们遍历这个数组并调用每个注册函数：

// frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp
voidAndroidRuntime::startReg(JNIEnv* env){
    ATRACE_NAME("RegisterAndroidNatives");
    // ...
    env->PushLocalFrame(200);
    if(register_jni_procs(gRegJNI,NELEM(gRegJNI), env) <0) {
        env->PopLocalFrame(NULL);
        return-1;
    }
    env->PopLocalFrame(NULL);
    // ...
}

总结

通过深入分析Android Framework与JNI的代码，我们可以看到它们之间的神秘联系。从JNI的动态注册机制到调用链的探秘，每一个细节都体现了Android框架的精妙设计。希望本文能帮助开发者更好地理解Android Framework与JNI的工作原理，并在实际开发中更好地应用它们。