Android笔记之JNI机制一

主要参考文献:
深入理解Android,卷1
Android 5.0 源码
http://blog.csdn.net/sodino/article/details/41946607

学识尚浅,错误之处请指正。

为什么需要JNI?

JNI(Java Native Interface的简称),中文翻译为java本地调用接口,名字已经很形象的说明了这个技术的作用,就是支持java这种高级编程语言对本地函数的调用,主要包括C/C++等语言编写的函数。

那么对于Java而言,为什么设计这样一种技术去调用本地函数呢?理由是显而易见的:

  • 操作系统是由C/C++实现的。
  • 作为Java语言跨平台支持的Java虚拟机是由C/C++实现的,它使用C/C++屏蔽不同平台的实现,使用JNI提供Java编程接口。
  • 因为虚拟机的存在,Java语言在性能要求较高的场景下并不适用,很多情况下要求整合C/C++模块一同使用。
  • Java语言存在之初已经存在C/C++实现的优秀的功能和应用,没必要重复造轮子。

与此可见,JNI技术的出现是由于Java语言所处的境地和其自身的局限性必然要求。

对于Android而言,所有的android的学习者都曾经接触过这样的一张经典的android体系结构图。JNI是连接java层代码和Native层的关键桥梁,想要了解android,就无法避免时时处处与JNI打交道。

Android笔记之JNI机制一_第1张图片
typical-schematic-of-android_structure.png 图片来源:http://www.cubrid.org/blog/dev-platform/android-at-a-glance

Android Studio中JNI的简单使用

1. java代码加载库和声明

首先不得不说,JNI对Java程序员来说是非常宽容和仁慈的,因为在Java中使用JNI调用本地函数非常简单。
(1) System.loadLibrary("Native");加载库文件
(2) 使用Native声明本地函数。

package com.jiesean.jnidemo;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;

public class MainActivity extends Activity {

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

    static {
        //加载本地动态库
        //JNI为本地动态库的名称,在win中会自动扩展为.dll,在linux中会自动扩展为.so
        System.loadLibrary("jnidemo");
    }

    //使用native声明本地set函数
    private native void set(int i);
    //使用native声明本地get函数
    private native int get();
}
2. javah静态注册,生成.h头文件

Make这个工程,找到MainActivity生成的.class文件,目录在本工程目录下的build/intermediates/classes/debug/包名这个目录下,以我的为例:

build/intermediates/classes/debug/com/jiesean/jnidemo/MainActivity.class

退回到工程的main目录下,进行javah生成.h头文件
命令的格式为

javah-d jni -classpath : com.jiesean.jnidemo.MainActivity
特别注意::中间的冒号为linux下的用法,windows平台下使用分号。

以我的为例:

javah -d jni -classpath ../../../../../bin/Android/Sdk/platforms/android-24/android.jar:../../build/intermediates/classes/debug com.jiesean.jnidemo.MainActivity

这样在android工程目录下看到:

Android笔记之JNI机制一_第2张图片
工程目录
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include 
/* Header for class com_jiesean_jnidemo_MainActivity */

#ifndef _Included_com_jiesean_jnidemo_MainActivity
#define _Included_com_jiesean_jnidemo_MainActivity
#ifdef __cplusplus

/*
 * Class:     com_jiesean_jnidemo_MainActivity
 * Method:    set
 * Signature: (I)V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_jiesean_jnidemo_MainActivity_set
  (JNIEnv *, jobject, jint);

/*
 * Class:     com_jiesean_jnidemo_MainActivity
 * Method:    get
 * Signature: ()I
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_jiesean_jnidemo_MainActivity_get
  (JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif


3. 配置NDK

(1) local.properties中填写NDK路径

ndk.dir=/home/tstz4/bin/Android/Sdk/ndk-bundle
sdk.dir=/home/tstz4/bin/Android/Sdk

(2) jnidemo/build.gradle中加入ndk

defaultConfig {
        applicationId "com.jiesean.jnidemo"
        minSdkVersion 17
        targetSdkVersion 24
        versionCode 1
        versionName "1.0"

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

(3) gradle.properties文件中添加,如果不存在在工程根目录下创建他。

android.useDeprecatedNdk=true
4. 生成动态库

配置好ndk后,再次make工程,如果显示没有错误,说明生成动态库成功。

注意:在linux下为.so文件,在windows下为.dll文件

android studio的动态库的输出目录为:

/build/intermediates/ndk/debug/lib
5. 安装运行,得到输出结果
09-05 09:18:41.744 2378-2378/com.jiesean.jnidemo D/MainActivity: 得到native函数的返回值11
6. 总有些坑要我们去踩

(1) javah命令使用时,前面不添加SDK_android.jar path,会导致Activity.class找不到的错误。
(2) javah命令使用时,SDK_android.jar path和APP_classes path之间冒号和分号的误用,这里前面已经提到。
(3) linux下动态库会是libjnidemo.so,但是加载的时候不能根据写这个名字,应该根据ndk中声明的来写。

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

否则会出现

java.lang.UnsatisfiedLinkError: com.android.tools.fd.runtime
小结

本文主要说明了在android studio中使用JNI调用native方法的简单实例。
还有一点不得不说,遇到问题stackoverflow中去查,大部分很快就解决了,中文资料真的很浪费时间。

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