Android的NDK开发(5)————Android JNI层实现文件的read、write与seek操作

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* author：conowen@大钟
* E-mail：[e-mail]
* http://blog.csdn.net/conowen
* 注：本文为原创，仅作为学习交流使用，转载请标明作者及出处。

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1、

在Android的java层实现文件的读写操作是非常简单的，可以参看之前写的博文：http://blog.csdn.net/conowen/article/details/7296121

在JNI层实现文件的读写操作的话，就要使用到linux的读写函数了。

2、打开文件

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

返回值：为一个文件句柄（fd），供read、write等操作。

参数：

pathname： 打开的文件所在路径字符串。如

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

flags： 文件打开的方式

flag之间可以作“与”运算，如

open(filename, O_CREAT  | O_RDWR，mode);

常用flags：
O_RDONLY 以只读方式打开文件
O_WRONLY 以只写方式打开文件
O_RDWR 以可读写方式打开文件。上述三种旗标是互斥的，也就是不可同时使用，但可与下列的旗标利用OR(|)运算符组合。
O_CREAT 若欲打开的文件不存在则自动建立该文件。
O_TRUNC 若文件存在并且以可写的方式打开时，此标志位会令文件长度重新清为0，也就是说文件内容清空。
O_APPEND 当读写文件时会从文件尾开始移动，也就是所写入的数据会以附加的方式加入到文件后面。
O_NONBLOCK 以不可阻断的方式打开文件，也就是无论有无数据读取或等待，都会立即返回进程之中。
O_SYNC 以同步的方式打开文件。
O_NOFOLLOW 如果参数pathname所指的文件为一符号连接，则会令打开文件失败。
O_DIRECTORY 如果参数pathname所指的文件并非为一目录，则会令打开文件失败。

mode： 文件存储权限

S_IRWXU00700 权限，代表该文件所有者具有可读、可写及可执行的权限。
S_IRUSR 或S_IREAD，00400权限，代表该文件所有者具有可读取的权限。
S_IWUSR 或S_IWRITE，00200 权限，代表该文件所有者具有可写入的权限。
S_IXUSR 或S_IEXEC，00100 权限，代表该文件所有者具有可执行的权限。
S_IRWXG 00070权限，代表该文件用户组具有可读、可写及可执行的权限。
S_IRGRP 00040 权限，代表该文件用户组具有可读的权限。
S_IWGRP 00020权限，代表该文件用户组具有可写入的权限。
S_IXGRP 00010 权限，代表该文件用户组具有可执行的权限。
S_IRWXO 00007权限，代表其他用户具有可读、可写及可执行的权限。
S_IROTH 00004 权限，代表其他用户具有可读的权限
S_IWOTH 00002权限，代表其他用户具有可写入的权限。
S_IXOTH 00001 权限，代表其他用户具有可执行的权限。


3、文件的读（read）操作

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

返回值：返回实际读取到的字节数，如果返回0，表示已到达文件尾或是无可读取的数据，此外文件读写位置会随读取到的字节移动。

参数：

fd：表示文件句柄，是由open函数得到

buf：read()函数会把fd 所指的文件传送count个字节到buf指针所指的内存中

size：要读取的字节数

4、写入操作

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

返回值 ：如果成功write()，就会返回实际写入的字节数。当有错误发生时则返回-1

参数：

fd：同上

buf：将要写入到文件里面的内容。

size：要写入的字节数

5、跳转操作

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

返回值：成功跳转的字节数目，失败为-1

参数：

fd：同上

pos：跳转的相对量，可正可负，表示相对位置的前后关系

whence：跳转的方向，whence取值如下所示

	int SEEK_SET   =		0;//将读写位置指向文件头后再增加offset个位移量。
	int SEEK_CUR   =		1;//以目前的读写位置往后增加offset个位移量。
	int EEK_END    =		2;//将读写位置指向文件尾后再增加offset个位移量。

注：当size参数=0;whence = SEEK_END;时返回值即为文件大小。

6、关闭操作

int close(int fd)

7、简单示例

效果图：

7.1、JNI代码：（有JNI_onLoad函数）

//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虚拟机加载C库时，第一件事是调用JNI_OnLoad()函数
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文件

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层代码

/* author:conowen
 * data:2012.5.1
 * e-mail:[e-mail]
 */
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;//将读写位置指向文件头后再增加offset个位移量。
	int SEEK_CUR   =		1;//以目前的读写位置往后增加offset个位移量。
	int EEK_END    =		2;//将读写位置指向文件尾后再增加offset个位移量。 
	
	/** 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("写入返回结果" + 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("读出返回结果" + 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返回结果" + ret_seek);
				
				NativeFileClose(fd);
				/*　　  1) 欲将读写位置移到文件开头时:
　						　lseek（int fildes,0,SEEK_SET）；
　					　2) 欲将读写位置移到文件尾时:
　						　lseek（int fildes，0,SEEK_END）；
　					　3) 想要取得目前文件位置时:
　						　lseek（int fildes，0,SEEK_CUR）；
				返回值：当调用成功时则返回目前的读写位置，也就是距离文件开头多少个字节。若有错误则返回-1，errno 会存放错误代码。
				 * */
			}
		});

	}

	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，每一读写操作所需要移动的距离，单位是字节的数量，可正可负（向前移，向后移）。

	public native int NativeFileClose(int fd);

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

最后记得在manifest.xml里面加上SD卡操作权限

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