《android开发艺术探索》读书笔记（十四）--JNI和NDK编程

接上篇《android开发艺术探索》读书笔记（十三）--综合技术

No1：

Java JNI--Java Native Interface（java本地接口），它是为了方便java调用C、C++等本地代码锁封装的一层接口。

No2：

NDK是Android所提供的一个工具集合，通过NDK可以在Android中更加方便的通过JNI来访问本地代码，比如C或者C++。

NDK还提供了交叉编译器，开发人员只需要简单的修改mk文件就可以生成特定CPU平台的动态库。

No3：

使用NDK有如下好处：

1）提高代码的安全性。由于so库反编译比较困难，因此NDK提高了Android程序的安全性

2）可以很方便地使用目前已有的C/C++开源库

3）便于平台间的移植。通过C、C++实现的动态库可以很方便地在其他平台上使用

4）提高程序在某些特定情形下的执行效率，但是并不能明显提升Android程序的性能

No4：

在Linux环境中，JNI和NDK开发所用到的动态库的格式是以.so为后缀的文件，下面统一简称为so库。

No5：

JNI开发流程：首先需要在java中声明native方法，接着用C或C++实现native方法，然后就可以编译运行了

1）在Java中声明native方法

package com.ryg;

import java.lang.System;

public class JniTest {

    static {
        System.loadLibrary("jni-test");
    }

    public static void main(String args[]) {
        JniTest jniTest = new JniTest();
        System.out.println(jniTest.get());
        jniTest.set("hello world");
    }

    public native String get();
    public native void set(String str);
}

头部有一个加载动态库的过程，其中jni-test是so库的标识，so库完整名称为libjni-test.so

两个native方法get和set就是需要在JNI中实现的方法

2）编译java源文件得到class文件，然后通过javah命令导出JNI的头文件

命令如下

javac com/ryg/JniTest.java
javah com.ryg.JniTest

产生头文件如下所示

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_ryg_JniTest */

#ifndef _Included_com_ryg_JniTest
#define _Included_com_ryg_JniTest
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_ryg_JniTest
 * Method:    get
 * Signature: ()Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_ryg_JniTest_get
  (JNIEnv *, jobject);

/*
 * Class:     com_ryg_JniTest
 * Method:    set
 * Signature: (Ljava/lang/String;)V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_ryg_JniTest_set
  (JNIEnv *, jobject, jstring);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

函数名格式遵循规则：Java_包名_类名_方法名

JNIEnv*：表示一个指向JNI环境的指针，可以通过它来访问JNI提供的接口方法

jobject：表示Java对象中的this

JNIEXPORT和JNICALL：它们使JNI中所定义的宏，可以在jni.h这个头文件中查找到

3）实现JNI方法

JNI方法是指Java中声明的native方法

首先，在工程的主目录下创建一个子目录，名称随意，这里选择jni作为子目录的名称，然后将之前通过javah生成的头文件com_ryg_JniTest.h复制到jni目录下，接着创建test.cpp和test.c两个文件。

#include "com_ryg_JniTest.h"
#include <stdio.h>

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_ryg_JniTest_get(JNIEnv *env, jobject thiz) {
    printf("invoke get in c++
");
    return env->NewStringUTF("Hello from JNI !");
}

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_ryg_JniTest_set(JNIEnv *env, jobject thiz, jstring string) {
    printf("invoke set from C++
");
    char* str = (char*)env->GetStringUTFChars(string,NULL);
    printf("%s
", str);
    env->ReleaseStringUTFChars(string, str);
}

#include "com_ryg_JniTest.h"
#include <stdio.h>

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_ryg_JniTest_get(JNIEnv *env, jobject thiz) {
    printf("invoke get from C
");
    return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI !");
}

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_ryg_JniTest_set(JNIEnv *env, jobject thiz, jstring string) {
    printf("invoke set from C
");
    char* str = (char*)(*env)->GetStringUTFChars(env,string,NULL);
    printf("%s
", str);
    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, string, str);
}

4）编译so库并在Java中调用

so库的编译这里采用gcc，编译指令如下

C++:gcc -shared-I/usr/lib/jvm/java-7-openjdk-amd64/include-fPIC test.cpp-o libjni-test.so

C:gcc -shared -I/usr/lb/jvm/java-7-openjdk-amd64/include-fPIC test.c-o libjni-test.so

No6：

NDK开发流程

1）下载并配置NDK

2）创建一个Android项目，并声明所需的native方法

public class MainActivity extends ActionBarActivity {

    private static final String TAG = "MainActivity";

    static {
        System.loadLibrary("jni-test");
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        TextView textView = (TextView)findViewById(R.id.msg);
        textView.setText(get());
        set("hello world from JniTestApp");
    }

    @Override
    public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
        // Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.
        getMenuInflater().inflate(R.menu.menu_main, menu);
        return true;
    }

    @Override
    public boolean onOptionsItemSelected(MenuItem item) {
        // Handle action bar item clicks here. The action bar will
        // automatically handle clicks on the Home/Up button, so long
        // as you specify a parent activity in AndroidManifest.xml.
        int id = item.getItemId();

        //noinspection SimplifiableIfStatement
        if (id == R.id.action_settings) {
            return true;
        }

        return super.onOptionsItemSelected(item);
    }

    public static void methodCalledByJni(String msgFromJni) {
        Log.d(TAG, "methodCalledByJni, msg: " + msgFromJni);
    }

    public native String get();

    public native void set(String str);
}

3）实现Android项目中所声明的native方法

在外部创建一个名为jni的目录，然后在jni目录下创建3个文件：test.cpp、Android.mk、Application.mk

#include <jni.h>
#include <stdio.h>

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

void callJavaMethod(JNIEnv *env, jobject thiz) {
    jclass clazz = env->FindClass("com/ryg/JniTestApp/MainActivity");
    if (clazz == NULL) {
        printf("find class MainActivity error!");
        return;
    }
    jmethodID id = env->GetStaticMethodID(clazz, "methodCalledByJni", "(Ljava/lang/String;)V");
    if (id == NULL) {
        printf("find method methodCalledByJni error!");
    }
    jstring msg = env->NewStringUTF("msg send by callJavaMethod in test.cpp.");
    env->CallStaticVoidMethod(clazz, id, msg);
}

jstring Java_com_ryg_JniTestApp_MainActivity_get(JNIEnv *env, jobject thiz) {
    printf("invoke get in c++
");
    callJavaMethod(env, thiz);
    return env->NewStringUTF("Hello from JNI in libjni-test.so !");
}

void Java_com_ryg_JniTestApp_MainActivity_set(JNIEnv *env, jobject thiz, jstring string) {
    printf("invoke set from C++
");
    char* str = (char*)env->GetStringUTFChars(string,NULL);
    printf("%s
", str);
    env->ReleaseStringUTFChars(string, str);
}

#ifdef __cplusplus
}
#endif

//模块名称
LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := jni-test
//需要参与编译的源文件
LOCAL_SRC_FILES := test.cpp

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

//CPU的架构平台的类型
APP_ABI := armeabi

4）切换到jni目录的父目录，然后通过ndk-build命令编译产生so库

NDK会创建一个和jni目录平级的目录libs，libs下面存放的就是so库的目录。

然后在app/src/main中创建一个名为jniLibs的目录，将生成的so库复制到jniLibs目录中，然后通过AndroidStudio编译运行即可。

No7：

JNI调用java方法的流程是先通过类名找到类，然后再根据方法名找到方法的id，最后就可以调用这个方法了。

如果是调用java中的非静态方法，那么需要构造出类的对象后才能调用它。

No8：

可以参考我以前的博客JNI,NDK