최종 수정일 : 2019-04-03

JNI 함수 이용하기

  • C 코드인 JNI 네이티브 함수에서 자바 측 코드를 제어하는 방법
  • 자바 객체 생성, 클래스의 정적 멤버 필드에 접근, 클래스의 정적 메서드 호출, 자바 객체의 멤버 필드에 접근, 자바 객체의 메서드 접근

JNI 함수를 활용하는 예제 프로그램

  • 실행 환경 : Ubuntu 18.04, Vim

  • 예제 프로그램의 구조
    (1) 네이티브 메서드가 선언된 JniFuncMain 클래스
    (2) JniTest 객체
    (3) 네이티브 메서드의 실제 구현이 포함된 jnifunc.dll(jnifunc.so)

  • 예제 프로그램의 실행 흐름

(1) JNI 네이티브 함수 호출.

  • 자바 측의 JniFuncMain 클래스에서 createJniObject()라는 네이티브 메서드 호출
  • createJniObject() 메서드는 jnitest.dll의 JavaJniFuncMain_createJniObject()라는 C 함수와 JNI를 통해 연결돼 있음.

(2) 정적 멤버 필드에 접근해서 값을 얻어옴

  • C 레이어에서 JniFuncMain 클래스로 정적 멤버 필드에 접근

(3) JniTest 객체 생성
(4) JniTest 객체 메서드 호출
(5) 네이티브 코드로 리턴값 전달
(6) 멤버 필드에 접근해서 값을 설정

자바측 코드

  • JniFuncMain 클래스

(1) JniFuncMain.java 의 JniFuncMain 클래스, JniTest 클래스

01

(1)-1
네이티브 메서드가 사용되기 전에 jnifunc.so 라이브러리를 미리 로드
(1)-2
네이티브 메서드를 static으로 선언 -> 별도의 객체 생성 없이 바로 JniFuncMain 클래스를 통해 호출 가능
(1)-3
createJniObject() 네이티브 메서드에 매핑된 C 함수에서 JniTest 객체의 인스턴스를 생성한 다음 이를 jniObj 객체 변수에 저장
(1)-4 JNI 네이티브 함수에 의해 생성된 jniObj 객체의 callTest() 메서드를 호출

(2) JniFuncMain.java 컴파일

javac JniFuncMain.java

02

(3) javah를 통해 네이티브 메서드에 연결할 함수 원형 생성

javah JniFuncMain

03

(4) 생성된 JniFuncMain.h 헤더 파일

04

  • createJniObject() 메서드에 대해 생성된 JNI 네이티브 함수 원형
    JNIEXPORT jobject JNICALL Java_JniFuncMain_createJniObject (JNIEnv *, jclass)
    • 두 번째 매개 변수의 타입이 jclass이다.
    • 네이티브 메서드 public static native JniTest createJniObject(); 부분이 static 으로 선언 되어 있다.
      자바의 정적 메서드는 객체를 생성하지 않고도 클래스를 통해 바로 호출 가능
      네이티브 메서드가 객체가 아닌 클래스를 통해 호출되기 때문에 두 번째 매개 변수 타입이 jclass 이다.
      따라서 Java_JniFuncMain_createJniObject() JNI 네이티브 함수의 두 번째 매개변수로 JniFuncMain 클래스 레퍼런스가 넘어온다.

(5) jnifunc.cpp 파일

C 함수에서 JNI 함수를 이용해 자바의 구성 요소를 사용

05

  • JNI를 통한 자바 클래스/객체의 멤버 필드에 대한 접근
    1. 접근하려는 멤버 변수가 선언된 자바 클래스의 jclass 값을 구한다.
    2. 이 클래스의 멤버 변수에 대한 jfieldID 값을 얻는다.
      static 변수인 경우 GetStaticFieldID()라는 JNI 함수를 이용
      일반 객체의 멤버 변수인 경우 GetFieldID 라는 JNI 함수를 사용
    3. jclass와 jfieldID 값을 이용해 멤버 필드 값을 얻거나 설정
  • 값을 읽으려는 staticIntField 멤버 필드는 JniFuncMain 클래스에 선언되어 있다.
    • 이 클래스에 대한 jclass 값은 JNI 네이티브 함수의 두 번째 인자로 넘어온다.
    • 만약 특정 클래스의 jclass 값을 얻고 싶다면 JNI 함수인 FindClass()를 이용한다.

(5)-1
네이티브 코드에서 자바의 멤버 필드에 접근하기 위해서는 해당 멤버 필드에 대한 멤버 필드 ID 값을 구해야한다.
멤버 필드 ID는 jfieldID 타입의 변수에 저장된다.
값을 읽으려는 멤버 변수 staticIntField가 JniFuncMain 클래스의 정적 멤버 변수이므로 staticIntField 변수의 멤버 필드 ID를 구하려면 JNI 함수인 GetStaticFieldID()를 사용한다.

(5)-2
jclass와 jfieldID 타입의 멤버 필드 ID 값만 있으면 멤버 변수 값을 얻을 수 있다.
각 멤버 변수의 타입 및 저장 영역(static or non-static)에 따라 멤버 변수의 값을 읽어오는 적당한 JNI 함수를 호출하면 된다.
JNI에서 멤버 필드를 얻어오는 함수는 GetField 함수와 GetStaticField 함수이다. 여기서 staticIntField 멤버 필드는 int 타입의 정적 멤버 필드이므로 JNI 함수인 GetStaticIntField()를 사용한다.

JNI를 통해 JNI 네이티브 함수에서 자바 객체 생성

(5)-3

  • JNI를 통한 자바 객체의 생성
    1. 자바 객체를 생성하는 데 필요한 자바 클래스의 jclass 값을 구한다.
    2. 자바 클래스 생성자의 메서드 ID(jMethodID) 값을 구한다.
    3. 자바 객체를 생성한다.

JNI 함수인 FindClass()를 이용해서 객체 생성에 필요한 클래스를 로드
예제에서 FindClass() 함수에 JniTest 클래스를 인자로 넘겨 해당하는 jclass 값을 얻는다.

(5)-4
JniTest 클래스에서 생성자의 메서드 ID를 구해야 한다.
JNI 네이티브 함수에서 자바 메서드를 이용하려면 이용하고자 하는 메서드에 대한 jmethodID 타입의 메서드 ID를 구해야 한다.
이는 JNI 함수 GetMethodID()를 이용한다.
만약 클래스를 통해 호출 가능한 정적 메서드의 메서드 ID를 구하고 싶다면 GetStaticMethodID() JNI 함수를 사용하면 된다.

예제에서 생성자의 메서드 ID를 구해야 하므로 GetMethodID()의 name 인자로 생성자를 가리키는 을 넘겼다. (일반적으로 구하려는 메서드의 이름을 넘긴다. 생성자는 메서드 이름으로 을 이용한다.)

(5)-5
JniTest 클래스의 jclass 값과 생성자의 메서드 ID를 이용해서 JNI 네이티브 함수에서 JniTest 객체를 생성하기 위해 NewObject()라는 JNI 함수를 사용한다.
예제에서 JniTest 클래스 생성자는 JniTest(int num)처럼 int 형의 인자를 받기 때문에 NewObject() 호출 시 100이라는 int 형 값을 인자로 넘겼다.
생성된 객체의 레퍼런스 값은 jobject 변수에 저장한다.

자바 메서드 호출하기

JNI 네이티브 함수에서 JNI 함수를 통해 자바의 메서드를 호출하고 반환 값을 JNI 네이티브 함수의 변수에 저장
(5)-6

  • JNI를 통한 자바 메서드 호출 순서
    1. 호출한 메서드가 포함된 자바 클래스의 jclass 값을 구한다.
      (호출할 메서드가 자바 객체에 포함된 메서드이면 그 객체의 jobject 값을 구해야 한다.)
    2. GetMethodID()로 호출할 메서드의 메서드 ID(jMethodID) 값을 구한다.
      (jclass와 GetMethodID 함수 이용)
    3. 호출할 메서드의 반환 값 타입에 따라 적당한 JNI 함수를 통해 메서드를 호출한다.
      (정적 메서드의 경우에는 CallStaticMethod() 함수를 이용하고, 객체 메서드일 경우에는 CallMethod() 함수를 이용)

FindClass() JNI ㅎㅁ수를 이용해 JniTest 클래스의 jclass 값을 targetClass에 저장해서 이용

(5)-7
GetMethodID() JNI 함수를 이용해 호출할 callByNative()에 대한 메서드 ID 값을 얻는다.
callByNative()의 메서드 시그너처는 “(I)I”이다.

(5)-8
JNI 네이티브 함수에서 호출하려고 하는 JniTest 객체의 callByNative() 메서드는 반환값이 int 타입인 메서드이므로 CallIntMethod() JNI 함수를 통해 메서드를 호출한다.
callByNative() 메서드 인자가 int 타입이므로, 예제에서 200을 CallIntMethod() 함수의 세 번째 인자로 넘겼다.
callByNative() 메서드의 반환 값의 타입은 int이므로, JNI 네이티브 함수에서는 자바 네이티브 타입인 jint 타입의 result 변수에 반환 값을 저장

JNI를 통한 멤버 필드 값 설정하기

SetField() 함수를 통해 멤버 필드의 값을 설정

  • JNI를 통해 멤퍼 필드 값을 설정하는 순서
    1. IntField 멤버 변수를 포함한 JniTest 클래스의 jclass 값을 구한다.
    2. JniTest 객체의 “IntField”에 대한 필드 ID 값을 구한다.
    3. IntField의 값을 result 변수의 값으로 설정한다.

(6) 실행

06

안드로이드에서의 활용 예

framewokrs/base/core/jni
frameworks/base/services/jni
frameworks/base/media/jni