Android JNI开发流程介绍
1.什么是JNI
JNI全稱是Java Native Interface，中文稱為Java本地接口。JNI是JAVA語言和C/C++語言溝通的協議，通過JNI，Java代碼可以調用C、C++等語言寫的代碼，或者反過來C、C++等語言代碼通過JNI調用Java 寫的代碼。
為什么使用JNI？
我們知道，Java語言的特性是一次編寫，到處運行，跨平臺是Java的優點，但有得就有失，跨平臺的特性導致了Java和底層交互能力不夠強大，而這正是C/C++語言所擅長的，另一方面，Java通過JNI可以復用大量現有的C/C++庫文件，避免重復造輪子。
2.什么是NDK
NDK全稱是Native Develop Kit，可譯為本地開發套件，NDK是Android提供的工具集，用于進行C/C++的開發。
JNI和NDK又是什么關系？
JNI是一個接口協議，NDK是一個開發套件，他們之間有個共同點是英文都包含Native（本地）,都和C/C++語言扯上關系，不過以這兩點硬說他們有關系就有點太勉強了，事實上，JNI是Java的，NDK是Android的，兩者沒有相互依存關系，硬要說有什么關系的話，就是使用NDK，可在Android中快速開發符合JNI接口要求的C/C++動態庫，方便Java調用。
可能有人會問了，Android開發語言不是Java語言，為何還另外提供C/C++語言開發工具？
要知道，Android開發語言雖然是Java，但內核是Linux，而Linux核心庫是用C/C++編寫，因此Google提供NDK工具，方便開發者和核心庫交互。不過，一般開發純業務的應用，不會涉及到NDK，如果涉及到以下需求則需要用到NDK：
- 1、提供代碼安全性。因為so庫文件反編譯較難，將核心代碼封裝成so庫文件，大大提高了代碼的安全性；
- 2、便于平臺間移植其應用。通過NDK，開發人員可以方便生成指定平臺的動態庫；
- 3、重復使用現有C/C++開源庫；
- 4、提升程序執行效率，特別是一些計算密集型應用。
3.JNI開發流程
以兩個數相加作為例子，兩個數相加使用C/C++實現，再通過JNI調用。這和日常生活中的外包流程很類型，Java自己不想做，發了一個外包需求，C接下了這個活。
- 第一步：第一步是Java發布需求。首先創建包名為com.test.jnitest的工程，在工程中創建名為JNIUtils的class，并在類中聲明一個native方法。代碼如下：
native關鍵字表示這是一個要外包實現的函數，那么C完成外包工作后以什么形式給Java交差呢，用so庫文件，然后Java通過System.loadLibrary(“jni_method”)加載，so庫文件名jni_method值隨意，只要Java和C之間約定好就行。
- 第二步：這一步還是Java這邊的，是Java這邊拿到C交差工作后做的事。我們要實現的功能是在兩個文本框分別輸入兩個數字后，點擊相加按鈕，然后代碼調用C完成的兩個數進行相加功能，并把結果顯示在界面上，界面布局xml代碼如下：
Activity里調用本地相加代碼如下：
package com.test.jnitest;import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;import android.os.Bundle; import android.view.View; import android.widget.Button; import android.widget.EditText; import android.widget.TextView;public class MainActivity extends AppCompatActivity {Button Add;EditText Num1;EditText Num2;TextView Result;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);Add=findViewById(R.id.bAdd);Num1=findViewById(R.id.etNum1);Num2=findViewById(R.id.etNum2);Result=findViewById(R.id.tvResult);Add.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {String sN1=Num1.getText().toString().trim();String sN2=Num2.getText().toString().trim();int iN1 = Integer.parseInt(sN1);int iN2 = Integer.parseInt(sN2);//調用本地方法進行相加int iResult=JNIUtils.add(iN1,iN2);//記得不要直接打印Result.setText(iResult)，這樣代碼會認為iResult是個 資源IDResult.setText(“相加結果”+iResult);}});}}- 第三步：Java這邊代碼是準備好了，接下來的工作是把外包工作布置給C的過程，因為Java和C是兩種語言，他們之間不能直接溝通，需要做一下處理，以下就是溝通過程：首先編譯Java源文件得到.class文件，方法是點擊Visual Studio的Build菜單下的Make Project，然后在下圖的路徑找到生成的.class文件，注意，該路徑和有些博客所說的不一致，他們生成的.class文件路徑在intermediates的classes文件夾下。
-第四步：生成.class文件C語言還是看不懂，因此還是再做一次處理，處理方式是通過.class文件得到C的頭文件，這樣C語言就能看懂了，生成頭文件使用javah命令，可以在終端中執行(我的是MAC)或者使用Android Studio里的終端，兩者其實一樣。首先進入在終端里進入classes路徑下，注意一定要在classes這一級目錄，不然會提示找不到class文件。我的環境是：
/Users/lan/AndroidStudioProjects/JNITest/app/build/intermediates/javac/debug/classes，然后執行命令:
注：命令應包含完整的包名，并且.class文件不能帶“.class”后綴，另外之前按照網上其他博客的命令，一直報找不到類的錯誤，加上-cp參數解決
執行命令成功后，即可得到.h文件，如下圖所示。
生成得到的.h文件內容如下：
-第五步：得到頭文件后，就可以根據.h文件，實現對應的C代碼。在java目錄下，新建一個jni文件夾，將生產的.h文件拷貝到這個目錄下，然后新建一個名為JNIUtils的C文件，在該代碼中實現頭文件聲明的函數，代碼實現如下：
-第六步：C代碼實現后，已經實現了Java發布的外包需求，接下來的工作是C以Java看得懂的形式交差外包工作，在第一步中Java已經說明了，給他交差工作用so庫文件的形式，因此接下來的工作就是想辦法生成so庫文件。首先在jni目錄下創建Android.mk文件，Android.mk作用是指定源碼編譯的配置信息，Android.mk內容如下：
LOCAL_PATH := $(call my-dir)include $(CLEAR_VARS)LOCAL_MODULE := jni_calLOCAL_SRC_FILES := JNITool.cinclude $(BUILD_SHARED_LIBRARY)其中
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LOCAL_PATH := $(call my-dir)得到Android.mk文件本身所在的路徑，宏my-dir則由編譯系統提供，返回當前目錄（Android.mk 文件本身所在的目錄）的路徑；
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include $(CLEAR_VARS) 宏CLEAR_VARS 變量由編譯系統提供。并指向一個指定的GNU Makefile，由它負責清理LOCAL_PATH之外的LOCAL_xxx，例如：LOCAL_MODULE, LOCAL_SRC_FILES, LOCAL_STATIC_LIBRARIES等。為什么要執行這個清理操作，因為所有的編譯控制文件由同一個GNU Make解析和執行，其變量是全局性的，清理后才能避免相互影響，因此在描述每個庫之前，必須有該聲明；
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LOCAL_MODULE:=jni_method 表示的是要生成的庫，這個庫就是在java里加載的庫，每個庫名稱必須唯一，且不含任何空格。編譯系統在生成最終的庫名稱里自動添加lib前綴和so后綴。例如，上述示例會生成名為libjni_cal.so，如果在LOCAL_MODULE定義的名稱已經帶lib了，則編譯系統不會再添加lib前綴，例如名稱是libmodule，那么編譯系統輸出的是libmodule.so，而不是liblibmodule.so；
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LOCAL_SRC_FILES :=JNIUtils.c包含要編譯到庫中的 C 和/或 C++ 源文件列表，不必列出頭文件，編譯系統會自動幫我們找出依賴文件；
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include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)，其中BUILD_SHARED_LIBRARY 變量指向一個GNU Makefile腳本，該腳本會收集您自最近include以來在 LOCAL_XXX 變量中定義的所有信息。此腳本確定要編譯的內容以及編譯方式：
- BUILD_STATIC_LIBRARY：編譯為靜態庫
- BUILD_SHARED_LIBRARY：編譯為動態庫
- BUILD_EXECUTABLE：編譯為Native C 可執行程序
- BUILD_PREBUILT：該模塊已經預先編譯
最后一行幫助系統將所有內容連接到一起：
第七步，在jni目錄下創建Application.mk文件，其中內容就一句話：APP_ABI:=all。在上一步中，Android.mk解決的問題是編譯誰，但還沒解決編譯出來給哪個平臺用，這是Application.mk要做的工作，常見的平臺有Arm,x86，MIPS，配置方法是在APP_ABI字段設置成對應的值，例如如果想配置成基于Arm平臺的so文件，則APP_ABI := armeabi，至于要生成哪個平臺，這就看Java代碼準備運行在哪個平臺了，我這里設置成配置支持所有平臺，對應的字段是APP_ABI := all。
第八步，到目前為止，生成so文件的準備工作已經差不多了，接下來要做的則是使用NDK工具生成so文件。關于配置NDK環境不再贅述（折騰過程可以寫成一篇博客了），這里假設NDK環境已經配置好了。生成NDK過程很簡單：在終端進入到jni目錄，終端在Android Studio底部，進到目錄后，輸入ndk-build命令，編譯成功后，在src/main/會多了兩個文件夾libs & obj，其中libs下存放的是生成的so庫文件，因為我在Application.mk設置的全平臺，因此生成所有平臺的so文件，如果Application.mk設置成特定平臺，則只生成特定平臺的so文件。拿到so文件后，C可以給Java交差任務了。
第九步，這一步要做的工作把so庫文件交給Java。首先在src/main/中創建一個名為jniLibs的文件夾，并將上一步生成的so文件夾放到該目錄下，這里有兩點需要注意一下，一是因為要拷貝哪些so庫，需要看Android程序準備運行在哪些平臺上，如果拷貝的so庫文件不正確，則應用不能正常安裝，會提示ABI不匹配錯誤，因為我的模擬器是x86平臺，因此我拷貝了x86平臺的so庫文件到jniLibs下，二是拷貝文件是文件夾一起拷貝，不能單拷貝單個so文件到jniLibs下。
第十步，因為在第一步時，Java端的代碼已經準備好了，現在so庫文件也拷貝到指定目錄下，Java代碼可以直接運行，下圖是在模擬器上運行的效果。
4.總結
把JNI開發流程當成Java和C之間的一次外包需求開發理解起來就容易了，首先是Java發布需求，使用native關鍵字聲明函數由外包實現，并聲明了外包任務交差以so庫文件的形式，Java外包任務通過頭文件的形式交給C語言，之后C語言實現后，再想辦法生成so庫文件來交差任務，最后將so庫文件拷貝到指定目錄下，Java能正常加載，整個流程也到處結束。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Android JNI开发流程介绍的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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