前言

• 在Android開發(fā)中，使用 NDK開發(fā)的需求正逐漸增大
• 但很多人卻搞不懂 JNI 與 NDK 到底是怎么回事
• 今天，我將先介紹JNI 與 NDK & 之間的區(qū)別，手把手進(jìn)行 NDK的使用教學(xué)，希望你們會(huì)喜歡

目錄

目錄

1. JNI介紹

1.1 簡(jiǎn)介

• 定義：Java Native Interface，即 Java本地接口
• 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(diào)用 C、C++等語言的代碼 或 C、C++代碼調(diào)用 Java 代碼

• 特別注意：
  1. JNI是 Java 調(diào)用 Native 語言的一種特性
  2. JNI 是屬于 Java 的，與 Android 無直接關(guān)系

1.2 為什么要有 JNI

• 背景：實(shí)際使用中，Java 需要與 本地代碼 進(jìn)行交互
• 問題：因?yàn)?Java 具備跨平臺(tái)的特點(diǎn)，所以Java 與 本地代碼交互的能力非常弱
• 解決方案： 采用 JNI特性 增強(qiáng) Java 與 本地代碼交互的能力

1.3 實(shí)現(xiàn)步驟

1. 在Java中聲明Native方法（即需要調(diào)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(dǎo)出JNI的頭文件（.h文件）
4. 使用 Java需要交互的本地代碼 實(shí)現(xiàn)在 Java中聲明的Native方法

如 Java 需要與 C++ 交互，那么就用C++實(shí)現(xiàn) Java的Native方法

5. 編譯.so庫文件
6. 通過Java命令執(zhí)行 Java程序，最終實(shí)現(xiàn)Java調(diào)用本地代碼

更加詳細(xì)過程請(qǐng)參考本文第4節(jié)：具體使用

2. NDK介紹

2.1 簡(jiǎn)介

• 定義：Native Development Kit，是 Android的一個(gè)工具開發(fā)包

NDK是屬于 Android 的，與Java并無直接關(guān)系

• 作用：快速開發(fā)C、 C++的動(dòng)態(tài)庫，并自動(dòng)將so和應(yīng)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(yīng)用場(chǎng)景：在Android的場(chǎng)景下 使用JNI

即 Android開發(fā)的功能需要本地代碼（C/C++）實(shí)現(xiàn)

• 特點(diǎn)

示意圖

• 額外注意

示意圖

2.2 使用步驟

1. 配置 Android NDK環(huán)境
2. 創(chuàng)建 Android 項(xiàng)目，并與 NDK進(jìn)行關(guān)聯(lián)
3. 在 Android 項(xiàng)目中聲明所需要調(diào)用的 Native方法
4. 使用 Android需要交互的本地代碼 實(shí)現(xiàn)在Android中聲明的Native方法

比如 Android 需要與 C++ 交互，那么就用C++ 實(shí)現(xiàn) Java的Native方法

5. 通過 ndk - bulid 命令編譯產(chǎn)生.so庫文件
6. 編譯 Android Studio 工程，從而實(shí)現(xiàn) Android 調(diào)用本地代碼

更加詳細(xì)過程請(qǐng)參考本文第4節(jié)：具體使用

3. NDK與JNI關(guān)系

示意圖

4. 具體使用

本文根據(jù)版本的不同介紹了兩種在Android Studio中實(shí)現(xiàn) NDK的方法：Android Studio2.2 以下 & 2.2以上

4.1 Android Studio2.2 以下實(shí)現(xiàn)NDK

• 步驟如下

  1. 配置 Android NDK環(huán)境
  2. 關(guān)聯(lián) Andorid Studio項(xiàng)目 與 NDK
  3. 創(chuàng)建本地代碼文件（即需要在 Android項(xiàng)目中調(diào)用的本地代碼文件）
  4. 創(chuàng)建 Android.mk文件 & Application.mk文件
  5. 編譯上述文件，生成.so庫文件，并放入到工程文件中
  6. 在 Andoird Studio項(xiàng)目中使用 NDK實(shí)現(xiàn) JNI 功能

• 步驟詳解

步驟1：配置 Android NDK環(huán)境

具體請(qǐng)看文章一定能成功的Android NDK環(huán)境配置教程

步驟2： 關(guān)聯(lián)Andorid Studio項(xiàng)目 與 NDK

• 當(dāng)你的項(xiàng)目每次需要使用 NDK 時(shí)，都需要將該項(xiàng)目關(guān)聯(lián)到 NDK

1. 此處使用的是Andorid Studio，與Eclipse不同
2. 還在使用Eclipse的同學(xué)請(qǐng)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，并命名為ndk-bundle，則該配置自動(dòng)添加

示意圖

b. 在Gradle的 gradle.properties中添加配置

android.useDeprecatedNdk=true 
// 對(duì)舊版本的NDK支持

示意圖

c. 在Gradle的build.gradle添加ndk節(jié)點(diǎn)

示意圖

• 至此，將Andorid Studio的項(xiàng)目 與 NDK 關(guān)聯(lián)完畢
• 下面，將真正開始講解如何在項(xiàng)目中使用NDK

步驟3：創(chuàng)建本地代碼文件

• 即需要在Android項(xiàng)目中調(diào)用的本地代碼文件

此處采用 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(shù)說明
       // 1. JNIEnv：代表了VM里面的環(huán)境，本地的代碼可以通過該參數(shù)與Java代碼進(jìn)行操作
       // 2. obj：定義JNI方法的類的一個(gè)本地引用（this）
    return env -> NewStringUTF("Hello i am from JNI!");
    // 上述代碼是返回一個(gè)String類型的"Hello i am from JNI!"字符串
    }
}

此處需要注意：

• 如果本地代碼是C++（.cpp或者.cc），要使用extern "C" { }把本地方法括進(jìn)去
• JNIEXPORT jstring JNICALL中的JNIEXPORT 和 JNICALL不能省
• 關(guān)于方法名Java_scut_carson_1ho_ndk_1demo_MainActivity_getFromJNI
  1. 格式 = Java _包名 _ 類名_Java需要調(diào)用的方法名
  2. Java必須大寫
  3. 對(duì)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，則需要改成scut_carson_1ho_ndk_1demo

最后，將創(chuàng)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(dòng)創(chuàng)建。

下面我講解一下JNI類型與Java類型對(duì)應(yīng)的關(guān)系介紹

如下圖

步驟4：創(chuàng)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(shè)置工作目錄，而my-dir則會(huì)返回Android.mk文件所在的目錄

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

LOCAL_MODULE     :=  hello_jni
// 設(shè)置模塊的名稱，即編譯出來.so文件名
// 注，要和上述步驟中build.gradle中NDK節(jié)點(diǎn)設(shè)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(tài)庫或者共享庫在運(yùn)行時(shí)依賴的共享庫模塊列表。

// 示例說明
// 示例1：c++文件參與編譯
    // 單個(gè)c++文件參與編譯
    include $(CLEAR_VARS)
    LOCAL_MODULE := Carsontest // 編譯出來的文件名
    LOCAL_SRC_FILES := test1.cpp 

    // 多個(gè)c++文件參與編譯
    include $(CLEAR_VARS)
    LOCAL_MODULE := Carsontest // 編譯出來的文件名
    LOCAL_SRC_FILES := \
        test1.cpp \
        test/ftest2.cpp \
        test3.c \

// 示例2：.so文件參與模塊編譯
    include $(CLEAR_VARS)
    LOCAL_MODULE := Carsontest // 編譯出來的文件名
    LOCAL_SRC_FILES := test/Carsontest.so
    include $(PREBUILT_SHARED_LIBRARY) // 設(shè)置可被依賴

// 示例3：設(shè)置需依賴的.so文件
    LOCAL_SHARED_LIBRARIES := \
        test1 \
        Carsontest

最后，將上述文件同樣放在src/main/jni文件夾中。

步驟5：創(chuàng)建Application.mk文件

• 作用：配置編譯平臺(tái)相關(guān)內(nèi)容
• 具體使用

Application.mk

APP_ABI := armeabi
// 最常用的APP_ABI字段：指定需要基于哪些CPU平臺(tái)的.so文件
// 常見的平臺(tái)有armeabi x86 mips，其中移動(dòng)設(shè)備主要是armeabi平臺(tái)
// 默認(rèn)情況下，Android平臺(tái)會(huì)生成所有平臺(tái)的.so文件，即同APP_ABI := armeabi x86 mips
// 指定CPU平臺(tái)類型后，就只會(huì)生成該平臺(tái)的.so文件，即上述語句只會(huì)生成armeabi平臺(tái)的.so文件

最后，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(jīng)過上述步驟，在src/main/jni文件夾中已經(jīng)有3個(gè)文件

示意圖

• 打開終端，輸入以下命令

// 步驟1：進(jìn)入該文件夾
cd /Users/Carson_Ho/AndroidStudioProjects/NDK_Demo/app/src/main/jni 
// 步驟2：運(yùn)行NDK編譯命令
ndk-build

示意圖

• 編譯成功后，在src/main/會(huì)多了兩個(gè)文件夾libs & obj，其中libs下存放的是.so庫文件

示意圖

步驟7：在src/main/中創(chuàng)建一個(gè)名為jniLibs的文件夾，并將上述生成的so文件夾放到該目錄下

1. 要把名為 CPU平臺(tái)的文件夾放進(jìn)去，而不是把.so文件放進(jìn)去
2. 如果本來就有.so文件，那么就直接創(chuàng)建名為jniLibs的文件夾并放進(jìn)去就可以

示意圖

步驟8：在Andoird Studio項(xiàng)目中使用NDK實(shí)現(xiàn)JNI功能

• 此時(shí)，我們已經(jīng)將本地代碼文件編譯成.so庫文件并放入到工程文件中
• 在Java代碼中調(diào)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:加載生成的so庫文件
    // 注意要跟.so庫文件名相同
    static {

        System.loadLibrary("hello_jni");
    }
    
    // 步驟2:定義在JNI中實(shí)現(xiàn)的方法
    public native String getFromJNI();
    
    // 此處設(shè)置了一個(gè)按鈕用于觸發(fā)JNI方法
    private Button Button;

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

        // 通過Button調(diào)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">

    // 此處設(shè)置了一個(gè)按鈕用于觸發(fā)JNI方法
    <Button
        android:id="@+id/button"
        android:layout_centerInParent="true"
        android:layout_width="300dp"
        android:layout_height="50dp"
        android:text="調(diào)用JNI代碼" />

</RelativeLayout>

結(jié)果展示

結(jié)果展示

源碼地址

Carson-Ho的Github地址：NDK_Demo

4.2 Android Studio2.2 以上實(shí)現(xiàn)NDK

• 如果你的Android Studio是2.2以上的，那么請(qǐng)采用下述方法

因?yàn)?code>Android Studio2.2以上已經(jīng)內(nèi)部集成 NDK，所以只需要在Android Studio內(nèi)部進(jìn)行配置就可以

• 步驟講解

步驟1：按提示創(chuàng)建工程

在創(chuàng)建工程時(shí)，需要配置 NDK，根據(jù)提示一步步安裝即可。

示意圖

步驟2：根據(jù)需求使用NDK

• 配置好NDK后，Android Studio會(huì)自動(dòng)生成C++文件并設(shè)置好調(diào)用的代碼
• 你只需要根據(jù)需求修改C++文件 & Android就可以使用了。

示意圖

5. 總結(jié)

• 本文主要講解 Java的 JNI與 Android的NDK相關(guān)知識(shí)
• 下面我將繼續(xù)對(duì) Android中的NDK進(jìn)行深入講解 ，感興趣的同學(xué)可以繼續(xù)關(guān)注Carson_Ho的簡(jiǎn)書

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