android studio + NDK + JNI

最新推荐文章于 2025-06-17 09:35:02 发布

Mars-xq

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分类专栏：开发工具 ndk/jni 文章标签： ndk/jni

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/sinat_31057219/article/details/72829497

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ndk/jni

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jni (java)

定义：Java Native Interface，即 Java本地接口

作用：使得Java 与本地其他类型语言（如C、C++）交互

即在 Java代码里调用 C、C++等语言的代码或 C、C++代码调用 Java 代码

特别注意：

JNI是 Java 调用 Native 语言的一种特性
JNI 是属于 Java 的，与 Android 无直接关系

ndk (android)

定义：Native Development Kit，是 Android的一个工具开发包
NDK是属于 Android 的，与Java并无直接关系

作用：快速开发C、 C++的动态库，并自动将so和应用一起打包成 APK 。

即可通过 NDK在 Android中使用 JNI与本地代码（如C、C++）交互

应用场景：在Android的场景下使用JNI

即 Android开发的功能需要本地代码（C/C++）实现

JNI介绍:

Java Native Interface (JNI)标准是java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI 是本地编程接口，它使得在 Java 虚拟机 (VM) 内部运行的 Java 代码能够与用其它编程语言(如 C、C++ 和汇编语言)编写的应用程序和库进行交互操作。

JNI是Java Native Interface的缩写，中文为JAVA本地调用。从Java1.1开始，Java Native Interface(JNI)标准成为java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI一开始是为了本地已编译语言，尤其是C和C++而设计的，但是它并不妨碍你使用其他语言，只要调用约定受支持就可以了。使用java与本地已编译的代码交互，通常会丧失平台可移植性。

首先看一下Android平台的框架图：

可以看到Android上层的Application和ApplicationFramework都是使用Java编写，
底层包括系统和使用众多的LIiraries都是C/C++编写的。
　　所以上层Java要调用底层的C/C++函数库必须通过Java的JNI来实现。

android JNI是连接android Java部分和C/C++部分的纽带，完整使用JNI需要Java代码和C/C++代码。其中C/C++代码用于生成库文件，Java代码用于引用C /C++库文件以及调用C/C++方法。

NDK介绍

Android NDK 是在SDK前面又加上了“原生”二字，即Native Development Kit，因此又被Google称为“NDK”。

NDK提供了一份稳定、功能有限的API头文件声明
Google明确声明该API是稳定的，在后续所有版本中都稳定支持当前发布的API。从该版本的NDK中看出，这些API支持的功能非常有限，包含有：C标准库（libc）、标准数学库（libm）、压缩库（libz）、Log库（liblog）。

NDK产生的背景：
　　Android平台从诞生起，就已经支持C、C++开发。众所周知，Android的SDK基于Java实现，这意味着基于Android SDK进行开发的第三方应用都必须使用Java语言。但这并不等同于“第三方应用只能使用Java”。在Android SDK首次发布时，Google就宣称其虚拟机Dalvik支持JNI编程方式，也就是第三方应用完全可以通过JNI调用自己的C动态库，即在Android平台上，“Java+C”的编程方式是一直都可以实现的。
　　不过，Google也表示，使用原生SDK编程相比Dalvik虚拟机也有一些劣势，Android SDK文档里，找不到任何JNI方面的帮助。即使第三方应用开发者使用JNI完成了自己的C动态链接库（so）开发，但是so如何和应用程序一起打包成apk并发布？这里面也存在技术障碍。比如程序更加复杂，兼容性难以保障，无法访问Framework API，Debug难度更大等。开发者需要自行斟酌使用。
　　于是NDK就应运而生了。NDK全称是Native Development Kit。
　　NDK的发布，使“Java+C”的开发方式终于转正，成为官方支持的开发方式。NDK将是Android平台支持C开发的开端。
　　
概念：
(1).NDK是一系列工具的集合。帮助开发者快速开发C/C++的动态库。
并能自动将so和Java应用一起打包成apk。这些工具对开发者的帮助是巨大的。
(2).NDK将是Android平台开发支持C开发的开端。

作用：
(1).代码的保护。由于Java层代码很容易被反编译，而C/C++库反编译难度很大。
(2).可以方便的使用现存的开源库。大部分现存的开源库都是用C/C++代码编写的。
(3).提高程序的执行效率。将要求高性能的应用逻辑使用C开发，从而提高应用程序的执行效率。
(4).便于移植。用C/C++写的库可以方便的在其他的嵌入式平台上再次使用。

jni头文件：

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_test01_Test_firstTest   
(JNIEnv * env, jobject obj,
	jshort, jint, jlong, jfloat, jdouble, jchar, 
	jboolean, jbyte, jstring, jobject, jobject, jintArray);

JNIEXPORT void ：指jni输出的返回值

JNICALL Java_com_test01_Test_firstTest ：指jni调用java的方法：Java_包名_方法名

JNIEnv * env ：任意native函数的第一个参数，用于访问JVM数据结构的JNI函数表指针

jobject obj 或 jclass cls ：任意native函数的第二个参数，调用java中native方法的实例或Class对象，如果这个native方法是实例方法，则该参数是jobject，如果是静态方法，则是jclass

除了 JNIEnv 和 jclass 这两个参数外，其它参数都是一一对应的。下面是JNI 规范文档中描述 Java 与 JN I数据类型的对应关系：

基本类型：
在这里插入图片描述
引用类型：

JNI/NDK 开发指南

Android NDK编程中Application.mk和Android.mk写法

Android.mk:

#必须位于android.mk文件的开始，定位源文件的位置，$(call my-dir)返回当前路径，即android.mk所在的目录
LOCAL_PATH := $(call my-dir)

# 编译静态/动态库的开始，用于去除这之前的编译环境，必须要
include $(CLEAR_VARS)

# 编译出的静态/动态库的名字，java代码System.loadLibrary("hello");加载的就是它
LOCAL_MODULE := hello

# 需要编译为静态/动态库的c或c++源文件，带后缀
LOCAL_SRC_FILES := hello.cpp

# 把当前模块编译为共享库，前缀为lib，后缀为.so
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
# 把当前模块编译为静态库，前缀为lib,后缀为.a	
include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)

Application.mk

# 支持的ABI平台，多个用空格隔开
# APP_ABI := all
APP_ABI :=armeabi armeabi-v7a

# Android 平台的名称
APP_PLATFORM := android-14

# 选择 GCC 编译器的版本。 其中，64 位 ABI 默认使用版本 4.9 ，32 位 ABI 默认使用版本 4.8。
NDK_TOOLCHAIN_VERSION := 4.9

APP_ABI

默认情况下，NDK 构建系统为 armeabi ABI 生成机器代码。这个变量是为了生成不同架构下使用的so包，此机器代码对应于基于 ARMv5TE、采用软件浮点运算的 CPU，可以使选用以下不同的 ABI：

armeabi-v7a：基于 ARMv7 的设备上的硬件 FPU 指令 
arm64-v8a：ARMv8 AArch64 
x86：IA-32 
x86_64：Intel64 
mips：MIPS32 
mips64：MIPS64 (r6) 
all：所有支持的指令集

一、新建项目，然后新建module并关联module。

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二、下载NDK

Android studio此处有NDK的下载路径，直接下载即可。下载后效果如图。我这里下载过，所以直接显示了NDK的路径。
Markdown

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三、配置：

1、gradle.properties中末尾添加：

android.useDeprecatedNdk=true

如图：

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2、新建module的build.gradle中的

①、defaultConfig中的末尾添加：

 ndk {
            moduleName "JniTest"
            ldLibs "log", "z", "m"
            abiFilters "armeabi", "armeabi-v7a", "x86"
        }

注意：moduleName用于后面的：

static {
        System.loadLibrary("JniTest");
        //加载实现了native函数的动态库，只需要写动态库的名字
    }

②、buildTypes中的末尾添加：

 sourceSets {
            main {
                jni.srcDir '/src/main/jni'
            }
        }

注意：这里jni.srcDir是jni文件夹位置

效果如图：

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四、定义native方法并编译

1、在新建的module中新建NdkString类，加载动态库，并定义native方法。

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2、build - make module ：编译Java文件成class,找到生成的class文件如图即为成功。

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五、生成头文件

打开文件夹看到如图：

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然后cmd打开命令行，执行

C:\Users\Administrator>e:

E:\>cd E:\android\MyApplication4\mylibrary\src\main

E:\android\MyApplication4\mylibrary\src\main>javah -d jni  -classpath ..\..\build
\intermediates\classes\debug com.example.mylibrary.NdkString

E:\android\MyApplication4\mylibrary\src\main>

第一、二行，进入module的src/main目录
第三行，javah命令生成头文件，
第四行，表示成功生成，

成功生成后src/main目录下会生成Jni文件夹和头文件。如下图：

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六、写c的逻辑

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1、新建c文件：hello.c，引入头文件并将头文件的

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_mylibrary_NdkString_getFromC
  (JNIEnv *, jclass);

复制到hello.c

2、实现自己的一些逻辑，这里直接返回一个字符串

#include "com_example_mylibrary_NdkString.h"

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_mylibrary_NdkString_getFromC
        (JNIEnv * env, jclass jclass){

        //return (*env)->NewStringUTF(env,"From C");
        return (*env)->NewStringUTF(env,"Hello From JNI!");
}

3、jni目录下添加一个空的c文件。

效果如图：

Markdown

注意：jni文件夹必须新建一个空的c文件，此为windows的bug。

七、生成so文件

rebuild project，然后根据目录找到so，即表示生成生成。

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八、调用c文件：

布局：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<android.support.constraint.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context="com.example.administrator.myapplication.MainActivity">

    <TextView
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="Hello World!"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
        app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

    <Button
        android:id="@+id/btn"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:onClick="onclick"
        android:text="我是原生的Android字符串" />

</android.support.constraint.ConstraintLayout>

Java文件：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

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

    public void onclick(View view) {
        ((Button) view).setText(NdkString.getFromC());
    }
}

运行效果如图：

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