Alex's personal blog

JNI 编程简介

JNI，Java Native Interface，是 native code 的编程接口。JNI 使 Java 代码程序可以与 native code 交互——在 Java 程序中调用 native code；在 native code 中嵌入 Java 虚拟机调用 Java 的代码。
JNI 编程在软件开发中运用广泛，其优势可以归结为以下几点：

1. 利用 native code 的平台相关性，在平台相关的编程中彰显优势。
2. 对 native code 的代码重用。
3. native code 底层操作，更加高效。

然而任何事物都具有两面性，JNI 编程也同样如此。程序员在使用 JNI 时应当认识到 JNI 编程中如下的几点弊端，扬长避短，才可以写出更加完善、高性能的代码：

1. 从 Java 环境到 native code 的上下文切换耗时、低效。
2. JNI 编程，如果操作不当，可能引起 Java 虚拟机的崩溃。
   3, JNI 编程，如果操作不当，可能引起内存泄漏。

编译插桩

编译插桩的应用场景

代码生成 除了 Dagger、ButterKnife 这些常用的注解生成框架，Protocol Buffers、数据库 ORM 框架也都会在编译过程生成代码。
代码监控 除了网络监控和耗电监控，我们可以利用编译插桩技术实现各种各样的性能监控。
代码修改
代码分析
对于代码监控、代码修改以及代码分析这三个场景，一般采用操作字节码的方式。可以操作“.class”的 Java 字节码，也可以操作“.dex”的 Dalvik 字节码，这取决于我们使用的插桩方法。

字节码

编译插桩的量种方法

AspectJ 和 ASM 框架的输入和输出都是 Class 文件，它们是我们最常用的 Java 字节码处理框架。

AspectJ

AspectJ是 Java 中流行的 AOP（aspect-oriented programming）编程扩展框架。
基于AspectJ的扩展工具：
沪江
hugo

AspectJ的优势

成熟稳定: AspectJ 作为从 2001 年发展至今的框架，它已经很成熟，一般不用考虑插入的字节码正确性的问题。
**使用简单:**它可以在方法（包括构造方法）被调用的位置、在方法体（包括构造方法）的内部、在读写变量的位置、在静态代码块内部、在异常处理的位置等前后，插入自定义的代码，或者直接将原位置的代码替换为自定义的代码。

AspectJ的缺点

1. 切入点固定：AspectJ 只能在一些固定的切入点来进行操作，如果想要进行更细致的操作则无法完成，它不能针对一些特定规则的字节码序列做操作。
2. 正则表达式：AspectJ 的匹配规则是类似正则表达式的规则，比如匹配 Activity 生命周期的 onXXX 方法，如果有自定义的其他以 on 开头的方法也会匹配到。
3. 性能较低：AspectJ 在实现时会包装自己的一些类，逻辑比较复杂，不仅生成的字节码比较大，而且对原函数的性能也会有所影响。

首先JNI中的数据类型有基本数据类型和引用类型：
基本数据类型为：

1. JNI中获取JavaVM和 JNIEnv

JavaVM是虚拟机在JNI中的表示，一个虚拟机中只有一个JavaVM对象，这个对象是线程共享的。
JNIEnv类型是一个指向全部JNI方法的指针。该指针只在创建它的线程有效，不能跨线程传递。多线程无法共享。
使用JNI_OnLoad方法，这个方法需要自己实现。如下

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jint JNI_OnLoad(JavaVM *vm,void *reserved){
    LOGE("JNI_Onload in 1");
    JNIEnv *env = NULL;
    int result = -1;
    if (vm->GetEnv(reinterpret_cast<void **>(&env), JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) {
    LOGE("JNI_Onload in 2");
        return JNI_ERR;
    }
    result = register_method(env);//动态注册本地方法
    savedVm = vm;//保存JavaVM ，供其他地方使用。
    LOGE("JNI_Onload in 3 , result is %d", result);
    return JNI_VERSION_1_6;
}

这个方法是在加载相应的.so包的时候，系统主动调用的，即：

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static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }

这句代码调用时，JNI_OnLoad方法就会被调用。
每一个.so文件中，只能包含一个JNI_OnLoad方法，也就是在当前.so包含的文件中，只能有一个.c文件中实现这个JNI_OnLoad方法。
如上面的做法，我们可以在头文件中声明extern JavaVM *savedVm;，然后其他文件include这个头文件后，就可以使用这个JavaVM。

在JNI代码中获取到了我们想要的值，需要返回到Java层，简单的情况下可以使用return某个值来实现。但是复杂情况下，我们需要不断地获取JNI中返回的值，我们就可以在JNI中主动去找Java中的方法，然后调用，并把JNI中的值作为Java方法的参数传入。如下：

//native方法将调用Java方法

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JNIEXPORT void JNICALL nativeCallJava(JNIEnv *env, jobject thiz){
    object_global = (jobject)env->NewGlobalRef(thiz);
    JNIEnv *env = NULL;
    //先获取JNIEnv
    if (savedVm->GetEnv(reinterpret_cast<void **>(&env), JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) {
        env = NULL;
    }
    //再通过FindClass来加载当前需要的类
    jclass clazz = env->FindClass("com/XXXX/jni/MainActivity");
    //获取当前类中的静态方法
    jmethodID method1 = env->GetStaticMethodID(clazz,"nativeCall","(Ljava/lang/String;)V");
    jstring result = env->NewStringUTF("aaaaaaaaa");//字符串
    env->CallStaticVoidMethod (clazz, method1,result);//调用静态方法
    //获取普通成员方法
    jmethodID method2 = env->GetMethodID(clazz,"nativeCall_nonStatic","(Ljava/lang/String;)V");
    //调用成员方法，这个时候第一个参数应该是对象
    env->CallVoidMethod (thiz, method2,result);
}

以上是借用JNI主动传进来的jobject ，它就代表对应的Java类的对象。然而有时候，我们没有这样的对象引用作为参数，就需要找到Java的对应的构造器获取Java类的一个对象。

Application创建过程

四大组件与进程

Activity, Service, ContentProvider, BroadcastReceiver这四大组件,在启动的过程,当其所承载的进程不存在时需要调用startProcessLocked先创建进程.

AMS启动流程分析

Binder架构

binder在framework层，采用JNI技术来调用native(C/C++)层的binder架构，从而为上层应用程序提供服务。 在native层中，binder是C/S架构，分为Bn端(Server)和Bp端(Client)。对于java层在命名与架构上非常相近，同样实现了一套IPC通信架构。

概述

PackageManagerService(简称PKMS)，是Android系统中核心服务之一，管理着所有跟package相关的工作，常见的比如安装、卸载应用。 PKMS服务也是通过binder进行通信，IPackageManager.aidl由工具转换后自动生成binder的服务端IPackageManager.Stub和客户端IPackageManager.Stub.Proxy，具体关系如图：