基本概念

JNI

• Java Native Interface，Java本地接口。

• 是为了方便Java调用C、C++等本地代码所封装的一层接口。

NDK

• Android提供的一个工具集合，更加方便地在Android中实现JNI。

• NDK提供了交叉编译器，开发人员可将JNI代码生成各指定CPU平台的动态库。

加载本地库

• Java代码中通过System.loadLibrary("library-name")来导入本地库。

• 注意此处的library-name是本地库的名字，不用包含后缀，Java将根据当前系统的类型自动扩展后缀名，如Linux扩展成.so，Windows扩展成.dll。

• 若要导入Linux下的libxxx.so，只要写System.loadLibrary("xxx")即可。

Native方法

• 定义Native方法有两种方式

  1. 函数命名规则来匹配和映射；

  2. 运行时动态注册(RegisterNatives)。

Java类中声明native方法

• 在开发Native方法前，先创建一个Java类，在此类中声明与Native方法对应的Java本地方法。

package com.daking.jni;
    
public class JNIUtil {
    static {
        System.loadLibrary("nativecode"); // 加载libnativecode.so
    }
    public static native String getLibName();
}

1. 函数命名规则来匹配和映射Native方法

• 匹配和映射Native方法的c函数命名规则为：

JNIEXPORT 返回类型 JNICALL Java_{packageName}_{className}_{functionName}(jni参数列表);

• 上面的Java类声明的native方法对应的c函数为：

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_daking_jni_JNIUtil_getLibName(JNIEnv* env, jobject obj);

• 该c函数的特点是：

  返回类型为jstring等JNI类型；

  将{packageName}中的.全部改为_。

  JNI方法的形参列表至少有以下两个参数：

  1. JNIEnv* env：JNI环境的引用，用env可调用所有JNI提供的函数；

  2. jobject obj：调用该函数的对象的引用。

2. 运行时动态注册Native方法

• 运行时动态注册的方式简化了函数名称，并且可以动态地更新映射关系。

• 首先，在C代码中实现各Native方法。

jstring getLibName(JNIEnv* env, jobject obj) {
    return (*env)->NewStringUTF(env, "hello world!");
}

• 接着，创建JNINativeMethod数组。

static JNINativeMethod jniMethods[] = {
    {"getLibName", "()Ljava/lang/String;", (void*)getLibName}
    // 其他Java本地方法与C Native方法的映射...
};

• 此处的JNINativeMethod结构有三个成员：

  1. const char* name：Java中声明的native方法名

  2. const char* signature：native方法的签名

  3. void* fnPtr：c函数指针

• 最后，在JNI_OnLoad中调用RegisterNatives()注册各Native方法到JVM，建立映射关系。

static const char* className = "com/daking/jni/JNIUtil";
    
int JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved) {
    JNIEnv *env;
    if ((*vm)->GetEnv(vm, (void **)&env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
        return JNI_ERR;
    }
    
    jclass cls = (*env)->FindClass(env, className);
    if (cls == NULL)
        return JNI_ERR;
        
    int len = sizeof(jniMethods) / sizeof(jniMethods[0]);
    (*env)->RegisterNatives(env, cls, jniMethods, len);
    
    return JNI_VERSION_1_4;
}

NDK Sample Project

1. 创建Android项目

• Android项目中创建JNIUtil类，作为调用JNI的入口工具类。

package com.daking.jni;
    
public class JNIUtil {
    static {
        System.loadLibrary("nativecode");
    }
    public static native String getLibName();
}

2. 创建JNI项目

• JNI项目的目录结构如下：

JNIDemo
├── jni
│   ├── Android.mk
│   ├── Application.mk
│   ├── include
│   │   └── api.h
│   └── src
│       └── api.c

• api.h文件内容如下：

#include <jni.h>
#ifndef NATIVECODE_API_H
#define NATIVECODE_API_H
        
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
        
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_daking_jni_JNIUtil_getLibName(JNIEnv*, jobject);
        
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif //NATIVECODE_API_H

• api.c文件内容如下：

#include "api.h"
#include <stdio.h>
        
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_daking_recyclerdemo_jni_getLibName(JNIEnv* env, jobject thiz) {
    return (*env)->NewStringUTF(env, "libnativecode.so");
}

• Android.mk文件内容如下：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
        
include $(CLEAR_VARS)
        
LOCAL_MODULE := nativecode
LOCAL_C_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/include
LOCAL_SRC_FILES := ./src/api.c
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

• Application.mk文件内容如下：

APP_ABI := armeabi

• 在JNI项目中与jni子目录同级的路径下，执行ndk-build，生成so库。

3. Android项目引用so库

• 将JNI项目生成的so库放到Android项目/app/src/main/jniLibs/<abi>下即可。

• <abi>有armeabi、armeabi-v7a、arm64-v8a、x86、x86_64、mips、mips64。

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