《android开发艺术探索》读书笔记（十四）--JNI和NDK编程

时间：2022-10-08 05:15:31

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++\n");

    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++\n");

    char* str = (char*)env->GetStringUTFChars(string,NULL);

    printf("%s\n", 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\n");

    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\n");

    char* str = (char*)(*env)->GetStringUTFChars(env,string,NULL);

    printf("%s\n", 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++\n");

    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++\n");

    char* str = (char*)env->GetStringUTFChars(string,NULL);

    printf("%s\n", 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

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