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Android:JNI 与 NDK到底是什么

前言

  • 在 Android 开发中,使用  NDK 开发的需求正逐渐增大
  • 但很多人却搞不懂  JNI  与  NDK  到底是怎么回事
  • 今天,我将先介绍 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

Android:JNI 与 NDK到底是什么

1. JNI介绍

1.1 简介

  • 定义: Java Native Interface ,即  Java 本地接口
  • 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

  1. 在 Java 中声明 Native 方法(即需要调用的本地方法)
  2. 编译上述  Java 源文件javac(得到  .class 文件)
  3. 通过  javah  命令导出 JNI 的头文件( .h 文件)
  4. 使用  Java 需要交互的本地代码 实现在  Java 中声明的 Native 方法

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

  5. 编译 .so 库文件
  6. 通过 Java 命令执行  Java 程序,最终实现 Java 调用本地代码

更加详细过程请参考本文第4节:具体使用

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

Android:JNI 与 NDK到底是什么

  • 额外注意

Android:JNI 与 NDK到底是什么

2.2 使用步骤

  1. 配置  Android NDK 环境
  2. 创建  Android  项目,并与  NDK 进行关联
  3. 在  Android  项目中声明所需要调用的  Native 方法
  4. 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

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

更加详细过程请参考本文第4节:具体使用

3. NDK与JNI关系

Android:JNI 与 NDK到底是什么

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 Studio 2.2 以下 & 2.2以上

4.1  Android Studio 2.2 以下实现NDK

  • 步骤如下
    1. 配置  Android NDK 环境
    2. 关联  Andorid Studio 项目 与  NDK
    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)
    4. 创建  Android.mk 文件 &  Application.mk 文件
    5. 编译上述文件,生成 .so 库文件,并放入到工程文件中
    6. 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
    1. 此处使用的是 Andorid Studio ,与 Eclipse 不同
    2. 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

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b. 在 Gradle 的  gradle.properties 中添加配置

android.useDeprecatedNdk=true 
// 对旧版本的NDK支持

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c. 在 Gradle 的build.gradle添加ndk节点

Android:JNI 与 NDK到底是什么

  • 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

Android:JNI 与 NDK到底是什么

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

Android:JNI 与 NDK到底是什么

  • 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

Android:JNI 与 NDK到底是什么

  • 编译成功后,在 src/main/ 会多了两个文件夹 libs  &  obj ,其中 libs 下存放的是 .so 库文件

Android:JNI 与 NDK到底是什么

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

  1. 要把名为  CPU 平台的文件夹放进去,而不是把 .so 文件放进去
  2. 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

Android:JNI 与 NDK到底是什么

步骤8:在Andoird Studio项目中使用NDK实现JNI功能

.so
Java

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

Android:JNI 与 NDK到底是什么

源码地址

Carson-Ho的Github地址:NDK_Demo

4.2  Android Studio 2.2 以上实现NDK

  • 如果你的 Android Studio 是2.2以上的,那么请采用下述方法

    因为 Android Studio 2.2以上已经内部集成  NDK ,所以只需要在 Android Studio 内部进行配置就可以

  • 步骤讲解

步骤1:按提示创建工程

在创建工程时,需要配置 NDK ,根据提示一步步安装即可。

Android:JNI 与 NDK到底是什么

步骤2:根据需求使用NDK

  • 配置好 NDK 后, Android Studio 会自动生成 C++ 文件并设置好调用的代码
  • 你只需要根据需求修改 C++ 文件 &  Android 就可以使用了。

Android:JNI 与 NDK到底是什么

5. 总结

  • 本文主要讲解  Java 的  JNI 与  Android 的 NDK 相关知识
  • 下面我将继续对  Android 中的 NDK 进行深入讲解 ,有兴趣可以继续关注 Carson_Ho的安卓开发笔记
  • 转载自:https://blog.csdn.net/carson_ho/article/details/73250163
原文  http://www.androidchina.net/8822.html
正文到此结束
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