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Android的NDK開發(5)————Android JNI層實現檔案的read、write與seek操作

阿新 • • 發佈：2019-02-20

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 * author：conowen@大鐘                                                                                                                          
 * E-mail：[email protected]                                                                                                             
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 * 注：本文為原創，僅作為學習交流使用，轉載請標明作者及出處。      

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1、

          在JNI層實現檔案的讀寫操作的話，就要使用到linux的讀寫函數了。

2、開啟檔案

int open( const char *pathname,int flags, int mode);

返回值：為一個檔案控制代碼（fd），供read、write等操作。


引數：

pathname： 開啟的檔案所在路徑字串。如

String filename = "/sdcard/test.txt";

flags： 檔案開啟的方式

flag之間可以作“與”運算，如

open(filename, O_CREAT  | O_RDWR，mode);

常用flags：
O_RDONLY 以只讀方式開啟檔案
O_WRONLY 以只寫方式開啟檔案
O_RDWR 以可讀寫方式開啟檔案。上述三種旗標是互斥的，也就是不可同時使用，但可與下列的旗標利用OR(|)運算子組合。
O_CREAT 若欲開啟的檔案不存在則自動建立該檔案。
O_TRUNC 若檔案存在並且以可寫的方式開啟時，此標誌位會令檔案長度重新清為0，也就是說檔案內容清空。
O_APPEND 當讀寫檔案時會從檔案尾開始移動，也就是所寫入的資料會以附加的方式加入到檔案後面。
O_NONBLOCK 以不可阻斷的方式開啟檔案，也就是無論有無資料讀取或等待，都會立即返回程序之中。
O_SYNC 以同步的方式開啟檔案。
O_NOFOLLOW 如果引數pathname所指的檔案為一符號連線，則會令開啟檔案失敗。
O_DIRECTORY 如果引數pathname所指的檔案並非為一目錄，則會令開啟檔案失敗。

mode： 檔案儲存許可權

S_IRWXU00700 許可權，代表該檔案所有者具有可讀、可寫及可執行的許可權。
S_IRUSR 或S_IREAD，00400許可權，代表該檔案所有者具有可讀取的許可權。
S_IWUSR 或S_IWRITE，00200 許可權，代表該檔案所有者具有可寫入的許可權。
S_IXUSR 或S_IEXEC，00100 許可權，代表該檔案所有者具有可執行的許可權。
S_IRWXG 00070許可權，代表該檔案使用者組具有可讀、可寫及可執行的許可權。
S_IRGRP 00040 許可權，代表該檔案使用者組具有可讀的許可權。
S_IWGRP 00020許可權，代表該檔案使用者組具有可寫入的許可權。
S_IXGRP 00010 許可權，代表該檔案使用者組具有可執行的許可權。
S_IRWXO 00007許可權，代表其他使用者具有可讀、可寫及可執行的許可權。
S_IROTH 00004 許可權，代表其他使用者具有可讀的許可權
S_IWOTH 00002許可權，代表其他使用者具有可寫入的許可權。
S_IXOTH 00001 許可權，代表其他使用者具有可執行的許可權。


3、檔案的讀（read）操作

int read(int fd, unsigned char *buf, int size);

返回值：返回實際讀取到的位元組數，如果返回0，表示已到達檔案尾或是無可讀取的資料，此外檔案讀寫位置會隨讀取到的位元組移動。

引數：

fd：表示檔案控制代碼，是由open函式得到

buf：read()函式會把fd 所指的檔案傳送count個位元組到buf指標所指的記憶體中

size：要讀取的位元組數


4、寫入操作

 int write (int fd, const unsigned char *buf, int size);

返回值 ：如果成功write()，就會返回實際寫入的位元組數。當有錯誤發生時則返回-1

引數：

fd：同上

buf：將要寫入到檔案裡面的內容。

size：要寫入的位元組數

5、跳轉操作

int64_t seek(int fd, int64_t pos, int whence)

返回值：成功時則返回目前的讀寫位置，也就是距離檔案開頭多少個位元組，若有錯誤則返回-1。

引數：

fd：同上

pos：跳轉的相對量，可正可負，表示相對位置的前後關係

whence：跳轉的方向，whence取值如下所示

	int SEEK_SET   =		0;//將讀寫位置指向檔案頭後再增加offset個位移量。
	int SEEK_CUR   =		1;//以目前的讀寫位置往後增加offset個位移量。
	int EEK_END    =		2;//將讀寫位置指向檔案尾後再增加offset個位移量。

注：當size引數=0;whence = SEEK_END;時返回值即為檔案大小。

6、關閉操作

int close(int fd)

7、簡單示例

效果圖：



7.1、JNI程式碼：（有JNI_onLoad函式）

//fs.c
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/time.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>


 int file_open(const char *filename, int flags)
{
	int fd;
  
    fd = open(filename, flags, 0666);
    if (fd == -1)
        return -1;

    return fd;
}

 int file_read(int fd, unsigned char *buf, int size)
{
    
    return read(fd, buf, size);
}

 int file_write(int fd, const unsigned char *buf, int size)
{
    
    return write(fd, buf, size);
}


 int64_t file_seek(int fd, int64_t pos, int whence)
{
    
    if (whence == 0x10000) {
        struct stat st;
        int ret = fstat(fd, &st);
        return ret < 0 ? -1 : st.st_size;
    }
    return lseek(fd, pos, whence);
}

 int file_close(int fd)
{
   
    return close(fd);
}

//jni.c
#define TAG "fs_jni"

#include <android/log.h>
#include "jniUtils.h"



static const char* const kClassPathName = "com/conowen/fs/FsActivity";


jint
Java_com_conowen_fs_FsActivity_NativeFileOpen( JNIEnv* env, jobject thiz,jstring filename,jint flags ){   

	
	 const char *filename_char = (*env)->GetStringUTFChars(env,filename, NULL);
 
	return file_open(filename_char, flags);
}
jint
Java_com_conowen_fs_FsActivity_NativeFileRead(JNIEnv* env, jobject thiz,int fd,jbyteArray buf,jint size){

	unsigned char *buf_char = (char*)((*env)->GetByteArrayElements(env,buf, NULL));

	return file_read(fd, buf_char,  size);
}

jint
Java_com_conowen_fs_FsActivity_NativeFileWrite(JNIEnv* env, jobject thiz,int fd,jbyteArray buf,jint size){
	
	unsigned char *buf_char = (char*)((*env)->GetByteArrayElements(env,buf, NULL));

	return file_write(fd, buf_char,  size);
}

jlong
Java_com_conowen_fs_FsActivity_NativeFileSeek(JNIEnv* env, jobject thiz,int fd,jlong Offset,jint whence){

	return file_seek(fd, Offset,  whence);
}

jint
Java_com_conowen_fs_FsActivity_NativeFileClose(JNIEnv* env, jobject thiz,int fd){

	return file_close(fd);
}

/******************************JNI registration.************************************/
static JNINativeMethod gMethods[] = {
    {"NativeFileOpen",       "(Ljava/lang/String;I)I",           (void *)Java_com_conowen_fs_FsActivity_NativeFileOpen},
    {"NativeFileRead",   	 "(I[BI)I",       					 (void *)Java_com_conowen_fs_FsActivity_NativeFileRead},
    {"NativeFileWrite",      "(I[BI)I",                          (void *)Java_com_conowen_fs_FsActivity_NativeFileWrite},
    {"NativeFileSeek",       "(IJI)J",                           (void *)Java_com_conowen_fs_FsActivity_NativeFileSeek},
    {"NativeFileClose",      "(I)I",                             (void *)Java_com_conowen_fs_FsActivity_NativeFileClose},
};

int register_com_conowen_fs_FsActivity(JNIEnv *env) {
	return jniRegisterNativeMethods(env, kClassPathName, gMethods, sizeof(gMethods) / sizeof(gMethods[0]));
	
}




//jniUtils.h
#ifndef _JNI_UTILS_H_
#define _JNI_UTILS_H_

#include <stdlib.h>
#include <jni.h>

#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif

int jniThrowException(JNIEnv* env, const char* className, const char* msg);

JNIEnv* getJNIEnv();

int jniRegisterNativeMethods(JNIEnv* env,
                             const char* className,
                             const JNINativeMethod* gMethods,
                             int numMethods);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif /* _JNI_UTILS_H_ */


//onLoad.cpp
#define TAG "fs_onLoad"

#include <android/log.h>
#include "jniUtils.h"

extern "C" {

extern int register_com_conowen_fs_FsActivity(JNIEnv *env);

}

static JavaVM *sVm;

/*
 * Throw an exception with the specified class and an optional message.
 */
int jniThrowException(JNIEnv* env, const char* className, const char* msg) {
    jclass exceptionClass = env->FindClass(className);
    if (exceptionClass == NULL) {
        __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,
			    TAG,
			    "Unable to find exception class %s",
	                    className);
        return -1;
    }

    if (env->ThrowNew(exceptionClass, msg) != JNI_OK) {
        __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,
			    TAG,
			    "Failed throwing '%s' '%s'",
			    className, msg);
    }
    return 0;
}

JNIEnv* getJNIEnv() {
    JNIEnv* env = NULL;
    if (sVm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
    	__android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,
							TAG,
							"Failed to obtain JNIEnv");
    	return NULL;
    }
    return env;
}

/*
 * Register native JNI-callable methods.
 *
 * "className" looks like "java/lang/String".
 */
int jniRegisterNativeMethods(JNIEnv* env,
                             const char* className,
                             const JNINativeMethod* gMethods,
                             int numMethods)
{
    jclass clazz;

    __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, TAG, "Registering %s natives\n", className);
    clazz = env->FindClass(className);
    if (clazz == NULL) {
        __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, "Native registration unable to find class '%s'\n", className);
        return -1;
    }
    if (env->RegisterNatives(clazz, gMethods, numMethods) < 0) {
        __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, "RegisterNatives failed for '%s'\n", className);
        return -1;
    }
    return 0;
}
//Dalvik虛擬機器載入C庫時，第一件事是呼叫JNI_OnLoad()函式
jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) {
    JNIEnv* env = NULL;
    jint result = JNI_ERR;
	sVm = vm;

    if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
        __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, "GetEnv failed!");
        return result;
    }

    __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, TAG, "loading . . .");


    if(register_com_conowen_fs_FsActivity(env) != JNI_OK) {
    	__android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, "can't load register_com_conowen_fs_FsActivity");
        goto end;
	}

    __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, TAG, "loaded");

    result = JNI_VERSION_1_4;

end:
    return result;
}

7.2、Android.mk檔案

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := fs
LOCAL_SRC_FILES := fs.c jni.c onLoad.cpp
LOCAL_LDLIBS  += -llog

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

7.3、java層程式碼

/* author:conowen
 * data:2012.5.1
 * e-mail:[email protected]
 */
package com.conowen.fs;

import java.io.UnsupportedEncodingException;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;

public class FsActivity extends Activity {
	String filename = "/sdcard/test.txt";
	EditText writestrET;
	Button writeBT;
	Button readBT;
	Button seekBT;
	TextView readTV;
	String writeStr;
	byte[] buf_write;
	byte[] buf_read;
	int fd;
	
	int O_ACCMODE  =    0003;
	int O_RDONLY   =      00;
	int O_WRONLY   =      01;
	int O_RDWR     =      02;
	int O_CREAT    =    0100; /* not fcntl */
	int O_EXCL     =    0200; /* not fcntl */
	int O_NOCTTY   =   0400; /* not fcntl */
	int O_TRUNC    =   01000; /* not fcntl */
	int O_APPEND   =   02000;
	int O_NONBLOCK =   04000;
	int O_NDELAY   = O_NONBLOCK;
	int O_SYNC     =  010000;
	int O_FSYNC    =  O_SYNC;
	int O_ASYNC    =  020000;
	
	int SEEK_SET   =		0;//將讀寫位置指向檔案頭後再增加offset個位移量。
	int SEEK_CUR   =		1;//以目前的讀寫位置往後增加offset個位移量。
	int EEK_END    =		2;//將讀寫位置指向檔案尾後再增加offset個位移量。 
	
	/** Called when the activity is first created. */
	@Override
	public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.main);
		writestrET = (EditText) findViewById(R.id.writeET);
		writeBT = (Button) findViewById(R.id.writeBT);
		readBT = (Button) findViewById(R.id.readBT);
		seekBT = (Button) findViewById(R.id.seekBT);
		readTV = (TextView) findViewById(R.id.readTV);
		writeBT.setOnClickListener(new OnClickListener() {

			@Override
			public void onClick(View v) {
				// TODO Auto-generated method stub
				fd = NativeFileOpen(filename, O_CREAT  | O_RDWR);
				System.out.println("fd_write---->" + fd);
				writeStr = writestrET.getText().toString();
				buf_write = writeStr.getBytes();
				int ret_write = NativeFileWrite(fd, buf_write, buf_write.length);
				System.out.println("寫入返回結果" + ret_write);
				NativeFileClose(fd);

			}
		});
		readBT.setOnClickListener(new OnClickListener() {

			@Override
			public void onClick(View v) {
				// TODO Auto-generated method stub
				fd = NativeFileOpen(filename, O_CREAT  | O_RDWR);
				System.out.println("fd_read---->" + fd);
				buf_read = new byte[buf_write.length];
				int ret_read = NativeFileRead(fd, buf_read, buf_write.length);
				
				System.out.println("讀出返回結果" + ret_read);
				try {
					readTV.setText( new String(buf_read, "GB2312") + "");
				} catch (UnsupportedEncodingException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
				NativeFileClose(fd);
			}
		});
		seekBT.setOnClickListener(new OnClickListener() {

			@Override
			public void onClick(View v) {
				// TODO Auto-generated method stub
				fd = NativeFileOpen(filename, O_CREAT  | O_RDWR);
				long Offset=20;
				long ret_seek =NativeFileSeek(fd, Offset, SEEK_CUR);
			
				System.out.println("seek返回結果" + ret_seek);
				
				NativeFileClose(fd);
				/*　　  1) 欲將讀寫位置移到檔案開頭時:
　						　lseek（int fildes,0,SEEK_SET）；
　					　2) 欲將讀寫位置移到檔案尾時:
　						　lseek（int fildes，0,SEEK_END）；
　					　3) 想要取得目前檔案位置時:
　						　lseek（int fildes，0,SEEK_CUR）；
				返回值：當呼叫成功時則返回目前的讀寫位置，也就是距離檔案開頭多少個位元組。若有錯誤則返回-1，errno 會存放錯誤程式碼。
				 * */
			}
		});

	}

	public native int NativeFileOpen(String filename, int flags);

	public native int NativeFileRead(int fd, byte[] buf, int sizes);

	public native int NativeFileWrite(int fd, byte[] buf, int sizes);

	public native long NativeFileSeek(int fd, long Offset, int whence);
	//Offset：偏移量，每一讀寫操作所需要移動的距離，單位是位元組的數量，可正可負（向前移，向後移）。

	public native int NativeFileClose(int fd);

	static {
		System.loadLibrary("fs");
	}
}


最後記得在manifest.xml裡面加上SD卡操作許可權

    <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"/>
    <uses-permission android:name="android.permission.MOUNT_UNMOUNT_FILESYSTEMS"/>



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