深入理解Android中的ImageReader与JNI交互
引言
在Android开发中，ImageReader是一个非常重要的类，它允许应用程序从相机或其他图像源中直接获取图像数据。ImageReader通常用于高性能的图像处理场景，如实时图像处理、视频录制等。为了在Java层与Native层之间高效地传递图像数据，Android使用了JNI（Java Native Interface）技术。本文将深入探讨ImageReader的实现细节，并分析其中涉及的JNI知识。
1. JNI简介
JNI是Java Native Interface的缩写，它允许Java代码与Native代码（通常是C/C++）进行交互。通过JNI，Java应用程序可以调用Native代码中的函数，反之亦然。在Android中，JNI被广泛用于性能敏感的场景，如图像处理、音频处理等。
1.1 JNI的基本概念
- Native方法：在Java类中声明的方法，但其实现是在Native代码中完成的。通常使用
native关键字来声明。 - JNIEnv：指向JNI环境的指针，提供了访问Java虚拟机功能的接口。通过
JNIEnv，Native代码可以调用Java方法、访问Java对象等。 - jobject：表示Java对象的引用。在Native代码中，
jobject用于引用Java对象。 - jclass：表示Java类的引用。在Native代码中，
jclass用于引用Java类。
1.2 JNI的调用流程
- Java层调用Native方法：Java代码通过
native关键字声明的方法，调用Native代码中的实现。 - Native层调用Java方法：通过
JNIEnv提供的接口，Native代码可以调用Java类中的方法。 - 数据传递：Java层与Native层之间可以通过JNI传递基本数据类型、对象、数组等。
2. ImageReader的JNI实现
ImageReader的JNI实现主要集中在android_media_ImageReader.cpp文件中。该文件定义了ImageReader的Native方法，并通过JNI与Java层进行交互。
2.1 ImageReader的Native方法
在ImageReader的Java类中，定义了一系列的Native方法，这些方法的实现在Native代码中完成。以下是一些关键的Native方法：
public class ImageReader {private static native void nativeClassInit();private native void nativeInit(Object weakThiz, int width, int height, int format, int maxImages, long ndkUsage);private native void nativeClose();private native void nativeReleaseImage(Image image);private native int nativeImageSetup(Image image);private native Surface nativeGetSurface();private native int nativeDetachImage(Image image);private native void nativeDiscardFreeBuffers();
}
这些Native方法在Native层中的实现如下：
static const JNINativeMethod gImageReaderMethods[] = {{"nativeClassInit", "()V", (void*)ImageReader_classInit },{"nativeInit", "(Ljava/lang/Object;IIIIJ)V", (void*)ImageReader_init },{"nativeClose", "()V", (void*)ImageReader_close },{"nativeReleaseImage", "(Landroid/media/Image;)V", (void*)ImageReader_imageRelease },{"nativeImageSetup", "(Landroid/media/Image;)I", (void*)ImageReader_imageSetup },{"nativeGetSurface", "()Landroid/view/Surface;", (void*)ImageReader_getSurface },{"nativeDetachImage", "(Landroid/media/Image;)I", (void*)ImageReader_detachImage },{"nativeDiscardFreeBuffers", "()V", (void*)ImageReader_discardFreeBuffers }
};
2.2 ImageReader的JNI初始化
在ImageReader的Native代码中，ImageReader_classInit方法用于初始化JNI环境，并获取Java类中的字段ID和方法ID。这些ID用于后续的JNI调用。
static void ImageReader_classInit(JNIEnv* env, jclass clazz) {jclass imageClazz = env->FindClass("android/media/ImageReader$SurfaceImage");LOG_ALWAYS_FATAL_IF(imageClazz == NULL,"can't find android/graphics/ImageReader$SurfaceImage");gSurfaceImageClassInfo.mNativeBuffer = env->GetFieldID(imageClazz, ANDROID_MEDIA_SURFACEIMAGE_BUFFER_JNI_ID, "J");LOG_ALWAYS_FATAL_IF(gSurfaceImageClassInfo.mNativeBuffer == NULL