JNI NDK (1)---JNI NDK 的简单说明及从Java层中访问C/C++层

JNI NDK 简单说明



对于JNI和NDK很多Android开发初学者没有搞明白这个问题，JNI是Java调用Native机制，是Java语言自己的特性全称为Java Native Interface，类似的还有微软.Net Framework上的p/invoke，可以让C#或Visual Basic.Net可以调用C/C++的API，所以说JNI和Android没有关系，在PC上开发Java的应用，如果运行在Windows平台使用JNI是是经常的，比如说读写Windows的注册表。

而NDK是Google公司推出的帮助Android开发者通过C/C++本地语言编写应用的开发包，包含了C/C++的头文件、库文件、说明文档和示例代码，我们可以理解为Windows Platform SDK一样，是纯C/C++编写的，但是Android并不支持纯C/C++编写的应用，同时NDK提供的库和函数功能很有限，仅仅处理些算法效率敏感的问题，所以Android123推荐初学者学好Java后再学习JNI。

说白了，JNI是JAVA特有的东西，是为了提升JAVA语言的性能，C/C++效率肯定比JAVA的高，JNI的作用就是将一些耗时耗内存的工作交给C/C++来做，然后通过JNI来调用，因为JAVA不能直接使用外部语言。本地方法的声明，实现以及调用接下来会一一介绍。

在PC端例如在windows中，通过VC等编译器可以将生成的本地方法(也就是.c文件)生成动态链接库(.dll)，而在android中(基于Linux的系统)会生成.so文件，而NDK就起到了类似如VC编译器的作用，为了方面开发者将所编写的.c文件打包成.so文件之用。

下面写个小例子方面理解Android中JNI和NDK的使用。

   JNI是Java Native Interface的缩写，通过JNI可以方便我们在Android平台上进行C/C++编程。要用JNI首先必须安装Android的NDK，配置好NDK环境之后就可以在Eclipse下进行C/C++开发了。

    其实JNI的原理很容易理解，其本质就是在Java层定义一个接口，同时在C层用C/C++代码实现该接口的功能并编译成动态链接库，这样Activity就可以通过Java层接口调用生成的动态链接库，完成相应的功能。简单地说就是两点：（1）定义Java接口(JNI)，（2）用C/C++实现接口功能并打包成库文件以供调用。

    在这里，我将假设读者已经在Linux环境下安装好了NDK，并且会使用Eclipse。下面以C++为例一步一步说明JNI开发过程。

1 创建Android工程

    新建一个TestJNI目录，用Eclipse在该目录下创建一个名为TestJNI的Android工程，包名为com.TestJNI.jni。创建完成后在工程的src目录下会自动创建一个名为TestJNIActivity.java的文件。

 

2 设计Java接口
    先不用管这个文件，在该文件的位置再创建一个名为TestJNI.java文件：

 

打开TestJNI.java，我们将在这个文件里创建一个JNI接口类，该Java类提供一个加法运算的接口：

这里的函数声明一定要加native修饰。

 

3 编译JNI

    将TestJNI.java文件复制到工程的bin目录下，在终端中进入该工程的bin目录，输入javac TestJNI.java，这时会生成一个TestJNI.class文件。

在bin文件夹下，如果没有则创建目录：/com/TestJNI/jni，并把TestJNI.class复制到/bin/com/TestJNI/jni目录下。然后在终端里进入工程的bin目录，输入javah -jni com.TestJNI.jni.TestJNI，此时会生成一个com_TestJNI_jni_TestJNI.h文件。

com_TestJNI_jni_TestJNI.h文件就是对应于上面定义的Java接口的C/C++头文件。打开这个文件，可以看到系统已经为我们自动完成了接口函数的声明：

这三个函数分别对应于JNI的三个接口函数，命名方式只是在前面加上了Java包名。

 

4 用C/C++实现JNI

    有了JNI的C/C++头文件，就可以在C层实现JNI接口了。首先在工程目录下创建一个jni目录，这个目录就是专门用来放C/C++代码的。把com_TestJNI_jni_TestJNI.h文件复制到jni目录下，并在这里创建一个com_TestJNI_jni_TestJNI.cpp文件。

    由于我想用C++来实现JNI，所以上面两个文件我只是用来作为动态链接库的接口，具体的实现我希望放在一个类里面来完成，因此我再添加两个文件：Add.h和Add.cpp。

下面我们就来实现CAdd类和JNI接口。首先实现CAdd类：

Add.h

 

Add.cpp

然后我们来写com_TestJNI_jni_TestJNI.cpp，实现JNI：

到此我们的C/C++部分就全部实现了。

5 创建mk文件

    JNI实现了之后就要把C/C++代码编译成动态链接库.so文件，这样Java程序才能调用JNI的接口。要编译so文件，需要写Android.mk和Application.mk两个文件。我们先来写Android.mk。

    先在工程目录的jni下创建一个Android.mk文件：

然后打开文件在里面输入如下内容：

其中LOCAL_PATH是C/C++代码所在目录，也就是我们的jni目录。

LOCAL_MODULE是要编译的库的名称。编译器会自动在前面加上lib，在后面加上.so。

LOCAL_SRC_FILES是要编译的C/C++文件。

6 编译动态链接库

    写完了mk文件就可以开始编译C/C++代码了。在终端里进入工程的根目录，输入ndk-build即可：

编译成功后会在工程目录的libs/armeabi目录下生成一个libTestJNI.so文件。

 

7 在Java中调用JNI

    大家应该还记得在创建工程的时候就已经生成了一个TestJNIActivity.java文件吧。现在打开这个文件，我们来对它进行一点修改，添加我们调用JNI计算加法的代码，如下：


在这里我们首先用System.loadLibrary("TestJNI")加载了C/C++编译的so文件，然后创建了一个TestJNI对象，通过该对象调用了so库中的方法。现在的代码应该是编译不过去的，因为我们还没有给TextView添加ID，所以R.id.tv是无效的。那么我们来添加这个ID。找到res/layout目录下的main.xml文件：

 

双击打开该文件，在TextView标签下添加一行android:id="@+id/tv"，这样就创建了一个名为tv的域并自动分配ID，如下图：

现在编译工程，就可以顺利通过了。程序运行结果如下：

 

    这个例子只是为了显示JNI的用法，只要写好了JNI接口，其他的编程就跟C/C++一样了。编译动态链接库的时候，除了使用ndk-build命令之外，也可以在Eclipse工程中配置一个Builder，直接在Eclipse下编译,具体请参考下篇内容。