Android NDK与JNI简介

http://developer.android.com/tools/sdk/ndk/index.html
ndk并不能给app带来性能上的提高,会带来复杂性,开发者需要平衡它的缺点,除非需要,否则不建议使用ndk。

JNI:Java Native Interface

JNI:Java Native Interface,是Java语言提供的一种通用接口,用于Java代码与本地化代码的交互。本地化代码是so文件,它是直接编译成的与机器相关的二进制代码。
jni通过调用动态链接库(windows下是dll,linux下是so)来实现对C\C++方法的调用。

JNI的开发步骤

  1. 编写带有native方法的java类
  2. 使用javac命令编译所编写的java类
  3. 使用javah命令处理类文件,生成C/C++头文件
  4. 编写相应的 C/C++代码,实现本地方法
  5. 编写Android.mk文件
  6. 编译生成动态连接库so文件

下面以以TestJni为例介绍:

1.编写带有native方法的java类

在MainActivity.java中写native方法,比如

/*
 * A native method that is implemented by the 'hello-jni' native library,
 * which is packaged with this application.
 */
public native String stringFromJNI();

/*
 * This is another native method declaration that is *not* implemented by
 * 'hello-jni'. This is simply to show that you can declare as many native
 * methods in your Java code as you want, their implementation is searched
 * in the currently loaded native libraries only the first time you call
 * them.
 * 
 * Trying to call this function will result in a
 * java.lang.UnsatisfiedLinkError exception !
 */
public native String unimplementedStringFromJNI();

另外,加载so的代码如下:

/*
 * this is used to load the 'hello-jni' library on application startup. The
 * library has already been unpacked into
 * /data/data/com.example.hellojni/lib/libhello-jni.so at installation time
 * by the package manager.
 * 
 * 安装的时候把so解压在/data/data/com.example.hellojni/lib/libtest-jni.so
 */
static {
    System.loadLibrary("test-jni");
}

test-jni(完整的名字是 libtest-jni.so)这个库会在第一次使用 MainActivity 这个类的时候 加载。

2.使用javac命令编译所编写的java类

用 eclipse 编译该工程,生成相应的.class 文件,这步必须在下一步之前完成,因为生成.h 文件需要用到相应的.class 文件。

3.使用javah命令生成.h 文件

利用 javah 这个工具生成相应的.h 文件,然后根据这个.h 文件编写相应 的 C/C++代码。
在TestJni工程的目录下新建jni目录,然后在TestJni工程目录下执行:

javah -classpath $ANDROID_HOME/platforms/android-23/android.jar:bin/classes -d jni com.example.testjni.MainActivity

pdf中说的以及网上说的:
javah -classpath bin -d jni com.example.testjni.MainActivity
或者:
javah -classpath . -d jni com.example.testjni.MainActivity
这两种在mac下报错,提示android.app.Activity找不到!
参考:http://blog.csdn.net/u011993368/article/details/46831819

执行完以后在jni目录下多了一个.h文件:

/*
 * Class:     com_example_testjni_MainActivity
 * Method:    stringFromJNI
 * Signature: ()Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_testjni_MainActivity_stringFromJNI
  (JNIEnv *, jobject);

/*
 * Class:     com_example_testjni_MainActivity
 * Method:    unimplementedStringFromJNI
 * Signature: ()Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_testjni_MainActivity_unimplementedStringFromJNI
  (JNIEnv *, jobject);

这个函数名那是相当的长啊。。。。不过还是很有规律的, 完全按照:java_pacakege_class_mathod 形式来命名。

JNIEXPORT 和 JNICALL 是 jni 的宏,在 android 的 jni 中不需要,当然 写上去也不会有错。
注意下其中的注释:
Signature: ()Ljava/lang/String;
()表示函数的参数为空(这里为空是指除了 JNIEnv *, jobject 这两个参数之外没有其他 参数,JNIEnv* env, jobject obj是所有jni函数必有的两个参数, env是当前NDK环境的对象指针, obj表示调用当前NDK方法的JAVA对象
Ljava/lang/String; 表示函数的返回值是 java 的 String 对象。

4. 编写相应的 C/C++代码,实现本地方法

test-jni.c:

#include <string.h>
#include <jni.h>

/* This is a trivial JNI example where we use a native method
 * to return a new VM String. See the corresponding Java source
 * file located at:
 *
 */
jstring Java_com_example_testjni_MainActivity_stringFromJNI(JNIEnv* env,
        jobject thiz) {
    return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI String..!");
}

test-jni.c 文件已经编写好了,现在可以把com_example_testjni_MainActivity.h文件给 删了,当然留着也行.

5.编写Android.mk文件

在jni目录下新建Android.mk文件:

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE := test-jni 
LOCAL_SRC_FILES := test-jni.c

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
一个 Android.mk 文件首先必须定义好 LOCAL_PATH 变量。它用于在开发树中查找源文 件。在这个例子中,宏函数’my-dir’, 由编译系统提供,用于返回当前路径(即包含 Android.mk file 文件的目录)。

include $( CLEAR_VARS)
CLEAR_VARS由编译系统提供,指定让 GNU MAKEFILE为你清除许多LOCAL_XXX变量(例如 LOCAL_MODULE, LOCAL_SRC_FILES, LOCAL_STATIC_LIBRARIES, 等 等...),
LOCAL_PATH 。这是必要的,因为所有的编译控制文件都在同一个 GNU MAKE 执行 环境中,所有的变量都是全局的。

LOCAL_MODULE := test-jni
编译的目标对象,LOCAL_MODULE 变量必须定义,以标识你在 Android.mk 文件中描述
的每个模块。名称必须是唯一的,而且不包含任何空格。
将生成'libtest-jni.so'文件。假如模块名是libhello-jni,也会生成libhello-jni.so

LOCAL_SRC_FILES := test-jni.c
LOCAL_SRC_FILES 变量必须包含将要编译打包进模块中的 C 或 C++源代码文件。注意, 你不用在这里列出头文件和包含文件,因为编译系统将会自动为你找出依赖型的文件;仅仅 列出直接传递给编译器的源代码文件就好。

BUILD_SHARED_LIBRARY
表示编译生成共享库,是编译系统提供的变量,指向一个 GNU Makefile 脚本,负责收集自从上次调用include $(CLEAR_VARS)以来,定义在 LOCAL_XXX 变量中的所有信息,并且决定编译什么,如何正确地去做。
还有 BUILD_STATIC_LIBRARY 变量表示生成静态库:lib$(LOCAL_MODULE).a, BUILD_EXECUTABLE 表示生成可执行文件。

6. 编译生成动态连接库so文件

退出jni目录,在工程目录下执行:
ndk-build
运行结果:

Android NDK: WARNING: APP_PLATFORM android-23 is larger than android:minSdkVersion 8 in ./AndroidManifest.xml
[armeabi] Compile thumb  : test-jni <= test-jni.c
[armeabi] SharedLibrary  : libtest-jni.so
[armeabi] Install        : libtest-jni.so => libs/armeabi/libtest-jni.so

清空之前的运行结果:
ndk-build clean

7. 在 eclipse 重新编译 TestJni 工程,生成 apk

eclipse 中刷新下 HelloJni 工程,重新编译生成 apk,libhello-jni.so 共享库会一起打包
在 apk 文件内。

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