ART（Android Runtime）下 JNI 静态注册流程解析

在 Android 的 ART（Android Runtime）环境中，JNI（Java Native Interface）提供了两种注册方式：

1. 静态注册（Static Registration）
2. 动态注册（Dynamic Registration）

静态注册是 JNI 方法的 默认注册方式，它通过 方法名匹配机制 来自动完成 Java 方法与本地（Native）方法的关联，不需要额外的 JNI_OnLoad 进行手动绑定。

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1. JNI 静态注册的基本原理

静态注册的特点

• 不需要手动调用 RegisterNatives 进行注册。
• 方法名必须符合 JNI 规范，格式如下：

  Java_包名_类名_方法名(JNIEnv* env, jobject obj, 参数)
  

• ART 通过 反射机制 在类加载时 自动匹配 并绑定本地方法。

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2. 静态注册的完整流程

（1）Java 代码定义 Native 方法

在 Java 代码中，使用 native 关键字声明本地方法：

package com.example;

public class NativeTest {
    static {
        System.loadLibrary("native-lib"); // 加载 SO 文件
    }

    public native void nativeMethod();  // 声明 native 方法
}

• System.loadLibrary("native-lib") 加载 SO（共享库）。
• nativeMethod() 只是声明，具体实现由 C/C++ 代码提供。

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（2）C/C++ 实现 JNI 方法

在 C/C++ 代码中，按照 JNI 规范的命名规则 实现 nativeMethod：

#include 
#include 

extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_NativeTest_nativeMethod(JNIEnv* env, jobject obj) {
    printf("Native method called!\n");
}

方法命名规则

• 前缀：Java_
• 包名：com_example_
• 类名：NativeTest
• 方法名：nativeMethod

此方法的 完整 JNI 方法签名：

Java_com_example_NativeTest_nativeMethod(JNIEnv* env, jobject obj)

注意：

• JNIEXPORT 和 JNICALL 是 JNI 关键字，保证方法正确导出。
• JNIEnv* env 是 JNI 的环境变量，用于操作 Java 层对象。
• jobject obj 代表 Java 端调用此方法的对象实例。

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（3）ART 内部 JNI 方法解析流程

在 ART 虚拟机加载 Java 类时，会执行如下流程：

1. 类加载器（ClassLoader）解析 Class 文件
   • 解析 NativeTest 类，并检测是否包含 native 方法。
2. ART 尝试自动匹配本地方法
   • 调用 FindNativeMethod()，查找 Java_com_example_NativeTest_nativeMethod 是否在本地库 native-lib.so 中。
3. ART 通过 JNI 规范的命名规则找到 C/C++ 实现的函数
   • Dlsym() 查找符号表，确认是否存在该方法：

     dlsym(handle, "Java_com_example_NativeTest_nativeMethod");
     

4. 匹配成功，注册到方法表
   • ART 自动注册 该方法，并将其绑定到 NativeTest.nativeMethod() 上。

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3. JNI 静态注册的执行顺序

静态注册的流程按照以下顺序进行：

1. System.loadLibrary() 加载 SO
   • dlopen("libnative-lib.so")
   • dlsym() 查找 JNI_OnLoad（如果有）
   • 如果 没有 JNI_OnLoad，则进入 静态注册流程。
2. ART 解析 NativeTest 类
   • 发现 nativeMethod()，需要进行 JNI 绑定。
3. 查找符号表
   • 通过 dlsym() 在 libnative-lib.so 中查找 Java_com_example_NativeTest_nativeMethod。
4. 找到方法并绑定
   • 将 C/C++ 实现的 Java_com_example_NativeTest_nativeMethod() 绑定到 NativeTest.nativeMethod()。
5. 调用成功
   • 当 Java 层调用 nativeMethod() 时，ART 直接执行 Java_com_example_NativeTest_nativeMethod()。

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4. JNI 静态注册 vs. 动态注册

对比项	静态注册	动态注册
方法命名	必须符合 Java_包名_类名_方法名	可以任意命名
注册方式	ART 自动解析	需要手动调用 RegisterNatives()
JNI_OnLoad	可选	必须实现
性能	较快，直接查找符号表	稍慢，需要额外解析
适用场景	简单方法，不涉及复杂映射	混淆代码 或 多版本兼容

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5. 适用于 JNI 静态注册的场景

✅ 适用于 方法数量较少、名称稳定 的 JNI 方法。
✅ 适用于 无需混淆的 Native 方法，因为方法名必须遵循 Java_xxx 规则。
✅ 适用于 性能要求较高的应用，静态注册比动态注册略快。

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6. 结论

• JNI 静态注册 依赖于 方法命名规则，ART 在类加载时自动查找本地方法并绑定。
• 不需要 RegisterNatives()，ART 通过 dlsym() 自动解析 JNI 方法。
• 更适用于性能敏感的场景，避免了 JNI_OnLoad 的额外开销。
• 静态注册的局限性：方法名必须符合 Java_xxx_xxx_xxx 规则，无法进行灵活的命名。
• 如果方法较多、方法名容易变更或涉及 代码混淆，建议使用 JNI 动态注册。