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Android:JNI 与 NDK到底是什么?(含实例教学)

2017-12-18 18:43 363 查看
前言

在Android开发中,使用 NDK开发的需求正逐渐增大 

但很多人却搞不懂 JNI 与 NDK 到底是怎么回事 

今天,我将先介绍JNI 与 NDK & 之间的区别,手把手进行 NDK的使用教学,希望你们会喜欢 

目录 



目录


1. JNI介绍

1.1 简介

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

1.2 为什么要有 JNI

背景:实际使用中,Java 需要与 本地代码 进行交互 

问题:因为 Java 具备跨平台的特点,所以Java 与 本地代码交互的能力非常弱 

解决方案: 采用 JNI特性 增强 Java 与 本地代码交互的能力 
1.3 实现步骤

1.在Java中声明Native方法(即需要调用的本地方法) 

2.编译上述 Java源文件javac(得到 .class文件) 

3.通过 javah 命令导出JNI的头文件(.h文件) 

4.使用 Java需要交互的本地代码 实现在 Java中声明的Native方法 

如 Java 需要与 C++ 交互,那么就用C++实现 Java的Native方法 

5.编译.so库文件 

6.通过Java命令执行 Java程序,最终实现Java调用本地代码

更加详细过程请参考本文第4节:具体使用


2. NDK介绍

2.1 简介

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 

特点

示意图 

额外注意 



示意图

额外注意: 



2.2 使用步骤

1.配置 Android NDK环境 

2.创建 Android 项目,并与 NDK进行关联 

3.在 Android 项目中声明所需要调用的 Native方法 

4.使用 Android需要交互的本地代码 实现在Android中声明的Native方法 

比如 Android 需要与 C++ 交互,那么就用C++ 实现 Java的Native方法 

5.通过 ndk - bulid 命令编译产生.so库文件 

6.编译 Android Studio 工程,从而实现 Android 调用本地代码 

更加详细过程请参考本文第4节:具体使用
NDK与JNI关系 



示意图 

4. 具体使用

本文根据版本的不同介绍了两种在Android Studio中实现 NDK的方法:Android Studio2.2 以下 & 2.2以上

4.1 Android Studio2.2 以下实现NDK

步骤如下

1.配置 Android NDK环境 

2.关联 Andorid Studio项目 与 NDK 

3.创建本地代码文件(即需要在 Android项目中调用的本地代码文件) 

4.创建 Android.mk文件 & Application.mk文件 

5.编译上述文件,生成.so库文件,并放入到工程文件中 

6.在 Andoird Studio项目中使用 NDK实现 JNI 功能 

步骤详解

步骤1:配置 Android NDK环境

具体请看文章一定能成功的Android NDK环境配置教程

步骤2: 关联Andorid Studio项目 与 NDK

当你的项目每次需要使用 NDK 时,都需要将该项目关联到 NDK
此处使用的是Andorid Studio,与Eclipse不同
还在使用Eclipse的同学请自行查找资料配置
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具体配置如下

a. 在Gradle的 local.properties中添加配置

ndk.dir=/Users/Carson_Ho/Library/Android/sdk/ndk-bundle 

若ndk目录存放在SDK的目录中,并命名为ndk-bundle,则该配置自动添加 



示意图 

b. 在Gradle的 gradle.properties中添加配置

android.useDeprecatedNdk=true 

// 对旧版本的NDK支持 



示意图 

c. 在Gradle的build.gradle添加ndk节点 



示意图 

至此,将Andorid Studio的项目 与 NDK 关联完毕 

下面,将真正开始讲解如何在项目中使用NDK 

步骤3:创建本地代码文件

即需要在Android项目中调用的本地代码文件 

此处采用 C++作为展示
test.cpp

# include <jni.h>
# include <stdio.h>

extern "C"
{

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_scut_carson_1ho_ndk_1demo_MainActivity_getFromJNI(JNIEnv *env, jobject obj ){
// 参数说明
// 1. JNIEnv:代表了VM里面的环境,本地的代码可以通过该参数与Java代码进行操作
// 2. obj:定义JNI方法的类的一个本地引用(this)
return env -> NewStringUTF("Hello i am from JNI!");
// 上述代码是返回一个String类型的"Hello i am from JNI!"字符串
}
}
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此处需要注意:

如果本地代码是C++(.cpp或者.cc),要使用extern “C” { }把本地方法括进去

JNIEXPORT jstring JNICALL中的JNIEXPORT 和 JNICALL不能省

关于方法名 

Java_scut_carson_1ho_ndk_1demo_MainActivity_getFromJNI
1..格式 = Java _包名 _ 类名_Java需要调用的方法名
2..Java必须大写
3.对于包名,包名里的.要改成_,_要改成_1
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如我的包名是:scut.carson_ho.ndk_demo,则需要改成scut_carson_1ho_ndk_1demo

最后,将创建好的test.cpp文件放入到工程文件目录中的src/main/jni文件夹
若无jni文件夹,则手动创建。
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下面我讲解一下JNI类型与Java类型对应的关系介绍



如下图 

步骤4:创建Android.mk文件

作用:指定源码编译的配置信息 

如工作目录,编译模块的名称,参与编译的文件等

具体使用 

Android.mk
LOCAL_PATH       :=  $(call my-dir)
// 设置工作目录,而my-dir则会返回Android.mk文件所在的目录

include              $(CLEAR_VARS)
// 清除几乎所有以LOCAL——PATH开头的变量(不包括LOCAL_PATH)

LOCAL_MODULE     :=  hello_jni
// 设置模块的名称,即编译出来.so文件名
// 注,要和上述步骤中build.gradle中NDK节点设置的名字相同

LOCAL_SRC_FILES  :=  test.cpp
// 指定参与模块编译的C/C++源文件名

include              $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
// 指定生成的静态库或者共享库在运行时依赖的共享库模块列表。
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最后,将上述文件同样放在src/main/jni文件夹中。


步骤5:创建Application.mk文件

作用:配置编译平台相关内容 

具体使用 

Application.mk
APP_ABI := armeabi
// 最常用的APP_ABI字段:指定需要基于哪些CPU平台的.so文件
// 常见的平台有armeabi x86 mips,其中移动设备主要是armeabi平台
// 默认情况下,Android平台会生成所有平台的.so文件,即同APP_ABI := armeabi x86 mips
// 指定CPU平台类型后,就只会生成该平台的.so文件,即上述语句只会生成armeabi平台的.so文件
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最后,将上述文件同样放在src/main/jni文件夹中


步骤6:编译上述文件,生成.so库文件

经过上述步骤,在src/main/jni文件夹中已经有3个文件 



示意图 

打开终端,输入以下命令
// 步骤1:进入该文件夹
cd /Users/Carson_Ho/AndroidStudioProjects/NDK_Demo/app/src/main/jni
// 步骤2:运行NDK编译命令
ndk-build
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示意图 

编译成功后,在src/main/会多了两个文件夹libs & obj,其中libs下存放的是.so库文件 



示意图


步骤7:在src/main/中创建一个名为jniLibs的文件夹,并将上述生成的so文件夹放到该目录下

1.要把名为 CPU平台的文件夹放进去,而不是把.so文件放进去 

2.如果本来就有.so文件,那么就直接创建名为jniLibs的文件夹并放进去就可以 



示意图


步骤8:在Andoird Studio项目中使用NDK实现JNI功能

此时,我们已经将本地代码文件编译成.so库文件并放入到工程文件中 

在Java代码中调用本地代码中的方法,具体代码如下: 

MainActivity.java
public class MainActivity extends AppCompatActivity  {

// 步骤1:加载生成的so库文件
// 注意要跟.so库文件名相同
static {

System.loadLibrary("hello_jni");
}

// 步骤2:定义在JNI中实现的方法
public native String getFromJNI();

// 此处设置了一个按钮用于触发JNI方法
private Button Button;

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

// 通过Button调用JNI中的方法
Button = (Button) findViewById(R.id.button);
Button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
Button.setText(getFromJNI());

}
});
}
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主布局文件:activity_main.xml
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
tools:context="scut.carson_ho.ndk_demo.MainActivity">

// 此处设置了一个按钮用于触发JNI方法
<Button
android:id="@+id/button"
android:layout_centerInParent="true"
android:layout_width="300dp"
android:layout_height="50dp"
android:text="调用JNI代码" />

</RelativeLayout>
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结果展示

结果展示 


 

源码地址

Carson-Ho的Github地址:NDK_Demo

4.2 Android Studio2.2 以上实现NDK

如果你的Android Studio是2.2以上的,那么请采用下述方法
因为Android Studio2.2以上已经内部集成 NDK,所以只需要在Android Studio内部进行配置就可以
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步骤讲解

步骤1:按提示创建工程 



在创建工程时,需要配置 NDK,根据提示一步步安装即可。

步骤2:根据需求使用NDK

配置好NDK后,Android Studio会自动生成C++文件并设置好调用的代码 

你只需要根据需求修改C++文件 & Android就可以使用了。 



OK 到此 

本文摘自Carson_Ho的简书!
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