android 增加JNI

Android：JNI 與 NDK到底是什麼？（含實例教學）

前言

• 在android開發中，使用NDK開發的需求正逐漸增大；
• 很多人搞不懂JNI與NDK到底是怎麼回事？
• 今天我們先介紹JNI與NDK之間的區別，手把手進行NDK的使用教學，希望你們會喜歡；

目錄：

1. JNI介紹

1.1 簡介

• 定義：Java Native Interface，即Java介面

• 作用：使得Java 與 本地其他類型語言（如C、C++）交互

  即在 Java代碼 里調用 C、C++等語言的代碼 或 C、C++代碼調用 Java 代碼

• 特別註意：
  1. JNI是 Java 調用 Native 語言的一種特性
  2. JNI 是屬於 Java 的，與 Android 無直接關係

1.2 為什麼要有JNI

• 背景：實際使用中，Java 需要與 本地代碼 進行交互
• 問題：因為 Java 具備跨平臺的特點，所以Java 與 本地代碼交互的能力非常弱
• 解決方案： 採用 JNI 特性 增強 Java 與 本地代碼交互的能力

1.3 實現步驟

1. 在Java中聲明Native方法（即需要調用的本地方法）
2. 編譯上述 Java源文件javac（得到 .class文件）
3. 通過 javah 命令導出JNI的頭文件（.h文件）
4. 使用 Java需要交互的本地代碼 實現在 Java中聲明的Native方法
5. 編譯.so庫文件

6. 通過Java命令執行 Java程式，最終實現Java調用本地代碼

   如 Java 需要與 C++ 交互，那麼就用C++實現 Java的Native方法

   2. NDK介紹

   2.1 簡介

• 定義：Native Development Kit，是 Android的一個工具開發包

  NDK是屬於 Android 的，與Java並無直接關係

• 作用：快速開發C、 C++的動態庫，並自動將so和應用一起打包成 APK
  即可通過NDK在 Android中 使用 JNI與本地代碼（如C、C++）交互

• 應用場景：在Android的場景下 使用JNI

  即 Android開發的功能需要本地代碼（C/C++）實現

• 特點
  

• 額外註意
  

2.2 使用步驟

1. 配置 Android NDK環境
2. 創建 Android 項目，並與 NDK進行關聯
3. 在 Android 項目中聲明所需要調用的 Native方法

4. 使用 Android需要交互的本地代碼 實現在Android中聲明的Native方法

   比如 Android 需要與 C++ 交互，那麼就用C++ 實現 Java的Native方法

5. 通過 ndk - bulid 命令編譯產生.so庫文件

6. 編譯 Android Studio工程，從而實現 Android 調用本地代碼

3. NDK與JNI關係

4. 具體使用

本文根據版本的不同介紹了兩種在Android Studio中實現 NDK的方法：Android Studio2.2 以下 & 2.2以上

4.1 Android Studio2.2 以下實現NDK

• 步驟如下

1. 配置 Android NDK環境
2. 關聯 Andorid Studio項目 與 NDK
3. 創建本地代碼文件（即需要在 Android項目中調用的本地代碼文件）
4. 創建 Android.mk文件 & Application.mk文件
5. 編譯上述文件，生成.so庫文件，並放入到工程文件中
6. 在 Andoird Studio項目中使用 NDK實現 JNI 功能

• 步驟詳解

步驟1：配置 Android NDK環境
具體請看文章 ： 手把手教你配置Android NDK環境
步驟2： 關聯Andorid Studio項目 與 NDK

• 當你的項目每次需要使用 NDK 時，都需要將該項目關聯到 NDK

  1. 此處使用的是Andorid Studio，與Eclipse不同
  2. 還在使用Eclipse的同學請自行查找資料配置

• 具體配置如下
  

a. 在Gradle的 local.properties中添加配置

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

若ndk目錄存放在SDK的目錄中，並命名為ndk-bundle，則該配置自動添加

b. 在Gradle的 gradle.properties中添加配置

android.useDeprecatedNdk=true 
// 對舊版本的NDK支持

c. 在Gradle的build.gradle添加ndk節點

• 至此，將Andorid Studio的項目 與 NDK 關聯完畢
• 下麵，將真正開始講解如何在項目中使用NDK

步驟3：創建本地代碼文件

• 即需要在Android項目中調用的本地代碼文件

  此處採用 C++作為展示

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 ){
       // 參數說明
       // 1. JNIEnv：代表了VM裡面的環境，本地的代碼可以通過該參數與Java代碼進行操作
       // 2. obj：定義JNI方法的類的一個本地引用（this）
    return env -> NewStringUTF("Hello i am from JNI!");
    // 上述代碼是返回一個String類型的"Hello i am from JNI!"字元串
    }
}

此處需要註意：

• 如果本地代碼是C++（.cpp或者.cc），要使用extern "C" { }把本地方法括進去
• JNIEXPORT jstring JNICALL中的JNIEXPORT 和 JNICALL不能省
• 關於方法名Java_scut_carson_1ho_ndk_1demo_MainActivity_getFromJNI
  1. 格式 = Java _包名 _ 類名_Java需要調用的方法名
  2. Java必須大寫

  3. 對於包名，包名里的.要改成_，_要改成_1

     如我的包名是：scut.carson_ho.ndk_demo，則需要改成scut_carson_1ho_ndk_1demo
     最後，將創建好的test.cpp文件放入到工程文件目錄中的src/main/jni文件夾
     若無jni文件夾，則手動創建。

下麵我講解一下JNI類型與Java類型對應的關係介紹

步驟4：創建Android.mk文件

• 作用：指定源碼編譯的配置信息

  如工作目錄，編譯模塊的名稱，參與編譯的文件等

• 具體使用

Android.mk

LOCAL_PATH       :=  $(call my-dir)
// 設置工作目錄，而my-dir則會返回Android.mk文件所在的目錄

include              $(CLEAR_VARS)
// 清除幾乎所有以LOCAL——PATH開頭的變數（不包括LOCAL_PATH）

LOCAL_MODULE     :=  hello_jni
// 設置模塊的名稱，即編譯出來.so文件名
// 註，要和上述步驟中build.gradle中NDK節點設置的名字相同

LOCAL_SRC_FILES  :=  test.cpp
// 指定參與模塊編譯的C/C++源文件名

include              $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
// 指定生成的靜態庫或者共用庫在運行時依賴的共用庫模塊列表。

最後，將上述文件同樣放在src/main/jni文件夾中。

步驟5：創建Application.mk文件

• 作用：配置編譯平臺相關內容
• 具體使用

Application.mk

APP_ABI := armeabi
// 最常用的APP_ABI欄位：指定需要基於哪些CPU平臺的.so文件
// 常見的平臺有armeabi x86 mips，其中移動設備主要是armeabi平臺
// 預設情況下，Android平臺會生成所有平臺的.so文件，即同APP_ABI := armeabi x86 mips
// 指定CPU平臺類型後，就只會生成該平臺的.so文件，即上述語句只會生成armeabi平臺的.so文件

最後，將上述文件同樣放在src/main/jni文件夾中

步驟6：編譯上述文件，生成.so庫文件

• 經過上述步驟，在src/main/jni文件夾中已經有3個文件
  

• 打開終端，輸入以下命令

  // 步驟1：進入該文件夾
  cd /Users/Carson_Ho/AndroidStudioProjects/NDK_Demo/app/src/main/jni 
  // 步驟2：運行NDK編譯命令
  ndk-build

步驟7：在src/main/中創建一個名為jniLibs的文件夾，並將上述生成的so文件夾放到該目錄下

1. 要把名為CPU平臺的文件夾放進去，而不是把.so文件放進去
2. 如果本來就有.so文件，那麼就直接創建名為jniLibs的文件夾並放進去就可以
   

步驟8：在Andoird Studio項目中使用NDK實現JNI功能

• 此時，我們已經將本地代碼文件編譯成.so庫文件並放入到工程文件中
• 在Java代碼中調用本地代碼中的方法，具體代碼如下：
  MainActivity.java

public class MainActivity extends AppCompatActivity  {

// 步驟1:載入生成的so庫文件
// 註意要跟.so庫文件名相同
static {

    System.loadLibrary("hello_jni");
}

// 步驟2:定義在JNI中實現的方法
public native String getFromJNI();

// 此處設置了一個按鈕用於觸發JNI方法
private Button Button;

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);

    // 通過Button調用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());

        }
    });
}

主佈局文件：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">

    // 此處設置了一個按鈕用於觸發JNI方法
    <Button
        android:id="@+id/button"
        android:layout_centerInParent="true"
        android:layout_width="300dp"
        android:layout_height="50dp"
        android:text="調用JNI代碼" />

</RelativeLayout>

結果展示