Android幼功：JNI_Android

Android基本功：JNI

一、什么是JNI

Java本地开发接口（Java Native Interface）；
用来沟通Java代码和外部的本地代码（c/c++）。通过这个协议，Java代码就可以调用外部的c/c++代码，外部的c/c++也可以调用Java代码；

二、为什么使用JNI

Java语言装载到虚拟机中，不能和硬件交互，不能驱动开发。JNI扩展了Java虚拟机的能力，驱动开发（如wifi-hotspost）无线热点共享；
Native Code效率高，数学运算、实时渲染的游戏，音视频处理（如极品飞车，opengl）；
- C代码手动回收内存，程序员可以控制，及时回收内容；
- Java代码自动回收，程序员没法控制，基于算法；
复用代码（文件压缩，人脸识别Opencv，7zip，ffmpeg）；
特殊应用场景，如电视、车载系统、微波炉等；
- 汽车监控系统，传感器基于电信号；

三、NDK是什么

Native develop kits工具链，提供了交叉编译的工具链；
C语言不跨平台，在Windows系统下使用NDK编译在Linux下能执行的函数库；
- dll：Windows系统下的函数库文件；
- so：Linux系统下的函数库文件；
在Linux电脑（x86架构）开发，需要使用NDK编译在手机cpu（arm架构）能执行的函数；

四、怎么使用NDK

在官网下载适应版本的Ndk包（android-ndk-r10e-windows-x86_64.exe文件），双击改文件即会自动解压（android-ndk-r10e文件夹，非中文目录）；
在环境变量path中添加ndk的目录（D:\DevelopTools\android-ndk-r10e）；
在cmd命令窗口执行ndk-build命令，有如下输出则安装成功；

五、NDK目录结构

Builds：ndk搭建的环境；
Docs：ndk开发的文档；
Platform：
- arm：英国arm公司，不生产cpu，卖cpu的架构转移，功耗比较低；
- Mips：cpu架构，龙心；
- X86：inter，没有特别明显的优势，运行效率高点，功耗比较大；
Samples：提供示例代码；
Sources：ndk的源码；
Toolchains：交叉工具的工具链；
ndk-build.cmd：交叉编译的批处理文件；

六、JNI协议规范

规定了Java类型和c类型的转化；

java	在jni中的别名	c代码
boolean	jboolean	unsigned char
float	jfloat	float
double	jdouble	double
byte	jbyte	signed char
char	jchar	unsigned short
short	jshort	short
int	jint/jsize	int
long	jlong	long long
Object	jobject	void *
String	jstring	void *

Struct JNINativeInterface 结构体重定义了java的底层方法，底层方法通过c代码实现的；
Runtime虚拟机对之前的虚拟机做了优化；

七、JNI的开发流程

写c代码突破口native，类似于抽象方法，具体实现由c代码来实现；

public native String helloFromC();

创建jni目录，在jni目录中创建c代码，让c代码找到对应的native方法；

#include <jni.h>

jstring Java_com_example_hellojni_MainActivity_helloFromC(JNIEnv* env,jobject obj){

jstring jstr=(*env)->NewStringUTF(env,"Hello");

return jstr;

}

在jni目录下，创建Android.mk文件；

#$ linux执行方法的符号返回当前的工程目录

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

# 清除所有之前的缓存,清除是local开头的变量唯一不会清除LOCAL_PATH

include $(CLEAR_VARS)

#代表打包生成的函数库的名字前面自动生成lib 后面自动生成.so 如果前面+上lib 不会再生成lib

LOCAL_MODULE:= hello-jni

# 代表要把哪个c文件打包成函数库

LOCAL_SRC_FILES:= hello.c

# BUILD_SHARED_LIBRARY 生成动态函数库 .so 体积小把系统的c程序动态加载

# BUILD_STATIC_LIBRARY 生成静态函数库 .a 体积大把用到的系统的c代码一次性加载到函数库中

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

交叉编译，在cmd控制台，进入当前工程目录下，执行ndk-build指令；

在java在代码中引入函数库，直接调用native方法；

static{

//不管android.mk文件是怎么写的就是去掉已有的函数库的lib .so

System.loadLibrary("hello-jni");

}

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);

Toast.makeText(getApplicationContext(), helloFromC(), 0).show();

}

八、NDK的简单开发流程

配置Eclipse的NDK路径；

创建Android项目，右键Android项目->Android Tools->Add Native Support；

添加完成native方法，在PrjectDir/scr目录下执行javah命令。生成标头文件com_example_hellojni2_MainActivity.h，并且拖拽到jni目录下；

将hellojni2.cpp文件修改为hello.c文件，并且将com_example_hellojni2_MainActivity.h文件中生成的方法，粘贴到hellojni2.c文件中，如下；

#include "com_example_hellojni2_MainActivity.h"

jstring Java_com_example_hellojni2_MainActivity_helloFromC(JNIEnv *env, jobject obj){

jstring jstr=(*env)->NewStringUTF(env,"Hello");

return jstr;

}

修改Android.mk文件中的相关配置后，点击“小锤子”生成hello-jni2.so文件；

同上，在MainActivity中调用hello-jni2.so文件中的c方法；

九、NDK常见错误

没有引入函数库/c代码和java代码不对应

11-02 14:47:33.259: E/AndroidRuntime(1185): java.lang.UnsatisfiedLinkError: No implementation found for java.lang.String com.example.hellojni2.MainActivity.helloFromC() (tried Java_com_example_hellojni2_MainActivity_helloFromC and Java_com_example_hellojni2_MainActivity_helloFromC__)

没有Android.mk文件

D:\DevelopTools\android-ndk-r10e\ndk-build.cmd all

Android NDK: WARNING: APP_PLATFORM android-21 is larger than android:minSdkVersion 8 in ./AndroidManifest.xml

Android NDK: Your APP_BUILD_SCRIPT points to an unknown file: ./jni/Android.mk

D:/DevelopTools/android-ndk-r10e/build/core/add-application.mk:199: *** Android NDK: Aborting... . Stop.

c代码有编译时错误

Android NDK: WARNING: APP_PLATFORM android-21 is larger than android:minSdkVersion 8 in ./AndroidManifest.xml

[armeabi] Compile thumb : hello-jni2 <= hello.c

jni/hello.c: In function 'Java_com_example_hellojni2_MainActivity_helloFromC':

jni/hello.c:4:2: error: unknown type name 'a'

jni/hello.c:5:10: error: expected '=', ',', ';', 'asm' or '__attribute__' before 'jstr'

jstring jstr=(*env)->NewStringUTF(env,"Hello");

c代码有运行时异常

十、跨CPU的开发

在jni目录下添加Application.mk文件，定义支持的CPU类型；

APP_ABI := x86

APP_PLATFORM := android-8

重新交叉编译项目的so文件，会看见在支持的平台下，都会生成so文件，然后运行模拟器；