Android 增加JNI

Android：JNI 与 NDK到底是什么？（含实例教学）

前言

在android开发中，使用NDK开发的需求正逐渐增大；
很多人搞不懂JNI与NDK到底是怎么回事？
今天我们先介绍JNI与NDK之间的区别，手把手进行NDK的使用教学，希望你们会喜欢；

1. JNI介绍

1.1 简介

定义：Java Native Interface，即Java接口
作用：使得Java 与本地其他类型语言（如C、C++）交互

即在 Java代码里调用 C、C++等语言的代码或 C、C++代码调用 Java 代码

特别注意：
1. JNI是 Java 调用 Native 语言的一种特性
2. JNI 是属于 Java 的，与 Android 无直接关系

1.2 为什么要有JNI

背景：实际使用中，Java 需要与本地代码进行交互
问题：因为 Java 具备跨平台的特点，所以Java 与本地代码交互的能力非常弱
解决方案：采用 JNI 特性增强 Java 与本地代码交互的能力

1.3 实现步骤

在Java中声明Native方法（即需要调用的本地方法）
编译上述 Java源文件javac（得到 .class文件）
通过 javah 命令导出JNI的头文件（.h文件）
使用 Java需要交互的本地代码实现在 Java中声明的Native方法
编译.so库文件
通过Java命令执行 Java程序，最终实现Java调用本地代码

如 Java 需要与 C++ 交互，那么就用C++实现 Java的Native方法

2. NDK介绍

2.1 简介

定义：Native Development Kit，是 Android的一个工具开发包

NDK是属于 Android 的，与Java并无直接关系

作用：快速开发C、 C++的动态库，并自动将so和应用一起打包成 APK

即可通过NDK在 Android中使用 JNI与本地代码（如C、C++）交互
应用场景：在Android的场景下使用JNI

即 Android开发的功能需要本地代码（C/C++）实现

特点
额外注意

2.2 使用步骤

配置 Android NDK环境
创建 Android 项目，并与 NDK进行关联
在 Android 项目中声明所需要调用的 Native方法
使用 Android需要交互的本地代码实现在Android中声明的Native方法

比如 Android 需要与 C++ 交互，那么就用C++ 实现 Java的Native方法

通过 ndk - bulid 命令编译产生.so库文件
编译 Android Studio工程，从而实现 Android 调用本地代码

3. NDK与JNI关系

4. 具体使用

本文根据版本的不同介绍了两种在Android Studio中实现 NDK的方法：Android Studio2.2 以下 & 2.2以上

4.1 Android Studio2.2 以下实现NDK

步骤如下

配置 Android NDK环境
关联 Andorid Studio项目与 NDK
创建本地代码文件（即需要在 Android项目中调用的本地代码文件）
创建 Android.mk文件 & Application.mk文件
编译上述文件，生成.so库文件，并放入到工程文件中
在 Andoird Studio项目中使用 NDK实现 JNI 功能

步骤详解

步骤1：配置 Android NDK环境

具体请看文章：手把手教你配置Android NDK环境

步骤2：关联Andorid Studio项目与 NDK

当你的项目每次需要使用 NDK 时，都需要将该项目关联到 NDK

此处使用的是Andorid Studio，与Eclipse不同

还在使用Eclipse的同学请自行查找资料配置

具体配置如下

a. 在Gradle的 local.properties中添加配置

ndk.dir=/Users/Carson_Ho/Library/Android/sdk/ndk-bundle

若ndk目录存放在SDK的目录中，并命名为ndk-bundle，则该配置自动添加

b. 在Gradle的 gradle.properties中添加配置

android.useDeprecatedNdk=true

// 对旧版本的NDK支持

c. 在Gradle的build.gradle添加ndk节点

至此，将Andorid Studio的项目与 NDK 关联完毕
下面，将真正开始讲解如何在项目中使用NDK

步骤3：创建本地代码文件

即需要在Android项目中调用的本地代码文件

此处采用 C++作为展示

test.cpp:

# include <jni.h>

# include <stdio.h>

extern "C"

{

    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_scut_carson_1ho_ndk_1demo_MainActivity_getFromJNI(JNIEnv *env, jobject obj ){

       // 参数说明

       // 1. JNIEnv：代表了VM里面的环境，本地的代码可以通过该参数与Java代码进行操作

       // 2. obj：定义JNI方法的类的一个本地引用（this）

    return env -> NewStringUTF("Hello i am from JNI!");

    // 上述代码是返回一个String类型的"Hello i am from JNI!"字符串

    }

}

此处需要注意：

如果本地代码是C++（.cpp或者.cc），要使用extern "C" { }把本地方法括进去
JNIEXPORT jstring JNICALL中的JNIEXPORT 和 JNICALL不能省
关于方法名Java_scut_carson_1ho_ndk_1demo_MainActivity_getFromJNI
1. 格式 = Java _包名 _ 类名_Java需要调用的方法名
2. Java必须大写
3. 对于包名，包名里的.要改成_，_要改成_1

如我的包名是：scut.carson_ho.ndk_demo，则需要改成scut_carson_1ho_ndk_1demo

最后，将创建好的test.cpp文件放入到工程文件目录中的src/main/jni文件夹

若无jni文件夹，则手动创建。

下面我讲解一下JNI类型与Java类型对应的关系介绍

步骤4：创建Android.mk文件

作用：指定源码编译的配置信息

如工作目录，编译模块的名称，参与编译的文件等

具体使用

Android.mk

LOCAL_PATH       :=  $(call my-dir)

// 设置工作目录，而my-dir则会返回Android.mk文件所在的目录

include              $(CLEAR_VARS)

// 清除几乎所有以LOCAL——PATH开头的变量（不包括LOCAL_PATH）

LOCAL_MODULE     :=  hello_jni

// 设置模块的名称，即编译出来.so文件名

// 注，要和上述步骤中build.gradle中NDK节点设置的名字相同

LOCAL_SRC_FILES  :=  test.cpp

// 指定参与模块编译的C/C++源文件名

include              $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

// 指定生成的静态库或者共享库在运行时依赖的共享库模块列表。

最后，将上述文件同样放在src/main/jni文件夹中。

步骤5：创建Application.mk文件

作用：配置编译平台相关内容
具体使用

Application.mk

APP_ABI := armeabi

// 最常用的APP_ABI字段：指定需要基于哪些CPU平台的.so文件

// 常见的平台有armeabi x86 mips，其中移动设备主要是armeabi平台

// 默认情况下，Android平台会生成所有平台的.so文件，即同APP_ABI := armeabi x86 mips

// 指定CPU平台类型后，就只会生成该平台的.so文件，即上述语句只会生成armeabi平台的.so文件

最后，将上述文件同样放在src/main/jni文件夹中

步骤6：编译上述文件，生成.so库文件

经过上述步骤，在src/main/jni文件夹中已经有3个文件
打开终端，输入以下命令

// 步骤1：进入该文件夹

cd /Users/Carson_Ho/AndroidStudioProjects/NDK_Demo/app/src/main/jni

// 步骤2：运行NDK编译命令

ndk-build

步骤7：在src/main/中创建一个名为jniLibs的文件夹，并将上述生成的so文件夹放到该目录下

要把名为 CPU平台的文件夹放进去，而不是把.so文件放进去
如果本来就有.so文件，那么就直接创建名为jniLibs的文件夹并放进去就可以

步骤8：在Andoird Studio项目中使用NDK实现JNI功能

此时，我们已经将本地代码文件编译成.so库文件并放入到工程文件中
在Java代码中调用本地代码中的方法，具体代码如下：

MainActivity.java

public class MainActivity extends AppCompatActivity  {

// 步骤1:加载生成的so库文件

// 注意要跟.so库文件名相同

static {

    System.loadLibrary("hello_jni");

}

// 步骤2:定义在JNI中实现的方法

public native String getFromJNI();

// 此处设置了一个按钮用于触发JNI方法

private Button Button;

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

    super.onCreate(savedInstanceState);

    setContentView(R.layout.activity_main);

    // 通过Button调用JNI中的方法

    Button = (Button) findViewById(R.id.button);

    Button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {

        @Override

        public void onClick(View v) {

            Button.setText(getFromJNI());

        }

    });

}

主布局文件：activity_main.xml

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"

    android:layout_width="match_parent"

    android:layout_height="match_parent"

    android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"

    android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"

    android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"

    android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"

    tools:context="scut.carson_ho.ndk_demo.MainActivity">

    // 此处设置了一个按钮用于触发JNI方法

    <Button

        android:id="@+id/button"

        android:layout_centerInParent="true"

        android:layout_width="300dp"

        android:layout_height="50dp"

        android:text="调用JNI代码" />

</RelativeLayout>

结果展示