JNI学习总结（基础篇）

基本概念

JNI

JNI（Java Native Interface），Java本地接口，是为方便java调用C或者C++等本地代码所封装的一层接口。由于Java的跨平台性导致本地交互能力不好，一些和操作系统相关的特性Java无法完成，于是Java提供了JNI专门用于和本地代码交互。
无论是 Linux，Windows 还是 Mac OS，或者一些汇编语言写的底层硬件驱动都是 C/C++ 写的。Java和C/C++不同 ，它不会直接编译成平台机器码，而是编译成虚拟机可以运行的Java字节码的.class文件，通过JIT（Just-In-Time）技术即时编译成本地机器码，所以有效率就比不上C/C++代码，JNI技术就解决了这一痛点，JNI 可以说是 C 语言和 Java 语言交流的适配器、中间件。其实主要是定义了一些JNI函数，让开发者可以通过调用这些函数实现Java代码调用C/C++的代码，C/C++的代码也可以调用Java的代码，这样就可以发挥各个语言的特点了。

NDK

NDK（Native Development Kit），是android提供的一个工具合集，帮助开发者快速开发C（或C++）的动态库，并能自动将.so和java应用一起打包成apk。NDK集成了交叉编译器（交叉编译器需要UNIX或LINUX系统环境），并提供了相应的mk文件隔离CPU、平台、ABI等差异，开发人员只需要简单修改mk文件（指出“哪些文件需要编译”、“编译特性要求”等），就可以创建出.so。

NDK特点

ABI

ABI（Application binary interface）应用程序二进制接口。不同的CPU 与指令集的每种组合都有定义的 ABI (应用程序二进制接口)，一段程序只有遵循这个接口规范才能在该 CPU 上运行，所以同样的程序代码为了兼容多个不同的CPU，需要为不同的 ABI 构建不同的库文件。当然对于CPU来说，不同的架构并不意味着一定互不兼容。

armeabi设备只兼容armeabi；
armeabi-v7a设备兼容armeabi-v7a、armeabi；
arm64-v8a设备兼容arm64-v8a、armeabi-v7a、armeabi；
X86设备兼容X86、armeabi；
X86_64设备兼容X86_64、X86、armeabi；
mips64设备兼容mips64、mips；
mips只兼容mips；

就目前市场份额而言，绝大部分的设备都已经是armeabi-v7a、arm64-v8a，可以考虑只保留armeabi-v7a架构的SO文件，这样能获得更好的性能效果。

开发流程

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 Studio 2.2 以下和2.2以上。

Android Studio 2.2 以下版本

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. 通过ndk-build命令编译上述文件，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

由于我学习的时候所使用的Android Studio版本已经是3.0了，所以这种方法已经失效了。编译时报错如下：

Error:Execution failed for task ':app:compileDebugNdk'.

> Error: Flag android.useDeprecatedNdk is no longer supported and will be removed in the next version of Android Studio.  Please switch to a supported build system.

  Consider using CMake or ndk-build integration. For more information, go to:

[https://d.android.com/r/studio-ui/add-native-code.html#ndkCompile](https://d.android.com/r/studio-ui/add-native-code.html#ndkCompile)

   To get started, you can use the sample ndk-build script the Android

   plugin generated for you at:

   C:\Users\peter\MyApp\JNIDemo\app\build\intermediates\ndk\debug\Android.mk

  Alternatively, you can use the experimental plugin:

[https://developer.android.com/r/tools/experimental-plugin.html](https://developer.android.com/r/tools/experimental-plugin.html)

  To continue using the deprecated NDK compile for another 60 days, set

  android.deprecatedNdkCompileLease=1519725194213 in gradle.properties

Android Studio 2.2 以上版本

只需要在Android Studio中的SDK tools中下载Cmake、NDK和LLDB三个工具，然后在Android Studio中新建项目的时候，在向导界面勾选C++支持选项然后创建项目就可以了。

勾选支持C++选项

项目创建好以后我们可以看到和普通Android项目有以下4个不同。

• main 下面增加了 cpp 目录，即放置 c/c++ 代码的地方
• module的 build.gradle 有修改
• 增加了 CMakeLists.txt 文件
• 多了一个 .externalNativeBuild 目录

项目目录

详细内容可以参看 Android NDK开发扫盲及最新CMake的编译使用。
由此可以总结出使用CMake编程的步骤如下：

• 新建cpp目录，写好C/C++代码。
• 创建并配置CMakeLists.txt文件。
• build.gradle文件中根据情况进行配置，CMakeLists.txt文件的路径必须配置。
• java代码中即可调用C/C++代码，运行程序。Java中调用JNI方法需要在具体的类中做以下操作：

//1、加载lib库
// Used to load the 'native-lib' library on application startup.
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }

//2、声明调用的方法
/**
     * A native method that is implemented by the 'native-lib' native library,
     * which is packaged with this application.
     */
    public native String stringFromJNI();

//3、调用方法
// Example of a call to a native method
        TextView tv = (TextView) findViewById(R.id.sample_text);
        tv.setText(stringFromJNI());

小结

从一个小白的视角记录一下JNI编程需要掌握的基本概念以及自己跑个Hello world，做个学习笔记，感谢链接中作者的无私奉献。如果需要近一步学习可以参看JNI学习总结（实践篇）。

参考文献

• 向您的项目添加 C 和 C++ 代码(Google官方文档)
• Android：JNI 与 NDK到底是什么？（含实例教学）
• Android NDK开发扫盲及最新CMake的编译使用
• Android Studio 手把手教你NDK打包SO库文件，并提供对应API 使用它（赋demo）
• Android 开发艺术探索——JNI和NDK编程
• Android Studio NDK及so文件开发（一）
• NDK开发 从入门到放弃(七：Android Studio 2.2 CMAKE 高效NDK开发)