Android中Java代码与C的互相调用（JNI的简单使用）

引言

最近在做项目的时候，接触到JNI，想一想自己第一次接触这个东西的时候，还是好久之前，现在既然接触到了，那我就简单的跟大家讲一讲JNI的基本使用方法。

JNI(Java Native Interface):java本地开发接口，JNI是一个协议，这个协议用来沟通java代码和外部的本地代码(c/c++)，外部的c/c++代码也可以调用java代码。

我们为什么要使用JNI呢，可以从效率和安全性两方面来说：

1. 安全性：java是版解释型语言，很容易比反编译拿到源代码，我们一些加密方面的问题，就可以用JNI来实现，

2. 效率：C/C++是本地语言，比java更高效。

做JNI，我们先的下载Android NDK（Native Development Kit ）下载链接：(https://developer.android.google.cn/ndk/downloads/index.html)，Android NDK是一套工具集合，允许你用像C/C++语言那样实现应用程序的一部分。

JNI和NDK的区别：

从工具上说，NDK其实多了一个把.so和.apk打包的工具，而JNI开发并没有打包，只是把.so文件放到文件系统的特定位置。

从编译库说，NDK开发C/C++只能使用NDK自带的有限的头文件，而使用JNI则可以使用文件系统中带的头文件。

从编写方式说，它们一样。

知识前瞻

Java类型和本地类型的对应关系：

Java类型	本地类型（JNI）	描述
boolean（布尔型）	jboolean	无符号8个比特
byte(字节型)	jbyte	有符号8个比特
char(字符型)	jchar	无符号16个比特
short(短整型)	jshort	有符号16个比特
int(整型)	jint	有符号32个比特
long(长整型)	jlong	有符号64个比特
float(浮点型)	jfloat	32个比特
double(双精度浮点型)	jdouble	64个比特
void(空型)	void	N/A

先就看这么多吧，网上也有很多大神写的博客，写得很好，有时间可以去看看，参考博客:https://blog.csdn.net/yuzhou_zang/article/details/78410632 ，这里我只是教大家如何使用Java与C/C++的互相调用。

实战

在这里我给大家做的例子是Java调用C语言和C语言调用Java来实现加法操作。

二话不说，开干，新建Android工程。XMl界面定义如下：

XML代码

MainActivity代码如下：

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {

    private EditText mEt1;
    private EditText mEt2;
    private TextView mResult;
    private int mNumber1;
    private int mNumber2;

    //加载本地C语言文件库。库名字为你写的C语言文件名
    static {
        System.loadLibrary("Test");
    }

    //调用本地C语言方法计算结果
    public native int getResult(int number1, int number2);

    //调用本地C语言方法
    public native int callCMethod(int number1, int number2);

    //本地C语言调用Java方法
    public static int calculateResult(int number1, int number2){
        return number1 + number2;
    }

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

        initView();
    }

    private void initView(){
        mEt1 = findViewById(R.id.et1);
        mEt2 = findViewById(R.id.et2);
        mResult = findViewById(R.id.result);
        Button calCMethod = findViewById(R.id.calCMethod);
        calCMethod.setOnClickListener(this);
        Button calCToJavaMethod = findViewById(R.id.calCToJavaMethod);
        calCToJavaMethod.setOnClickListener(this);
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        int id = v.getId();
        if (id == R.id.calCMethod) {
            getNumber();
            int result = getResult(mNumber1, mNumber2);
            if (mNumber1 + mNumber2 != result){
            Toast.makeText(this, "结果错误了!调用本地C语言失败！", Toast.LENGTH_LONG).show();
        }else {
            Toast.makeText(this, "结果正确!调用本地C语言成功！", Toast.LENGTH_LONG).show();
        }
        mResult.setText(String.valueOf(result));
    	}else if (id == R.id.calCToJavaMethod){
            getNumber();
            int result = callCMethod(mNumber1, mNumber2);
            if (mNumber1 + mNumber2 != result){
                Toast.makeText(this, "结果错误了!本地C语言调用Java方法失败！", Toast.LENGTH_LONG).show();
            }else {
                Toast.makeText(this, "结果正确!本地C语言调用Java方法成功！", Toast.LENGTH_LONG).show();
            }
	            mResult.setText(String.valueOf(result));
	    }

    }
    
    private void getNumber(){
        String text1 = mEt1.getText().toString().trim();
        String text2 = mEt2.getText().toString().trim();
        if (text1.equals("")) {
            text1 = mEt1.getHint().toString().trim();
        }
        if (text2.equals("")) {
            text2 = mEt2.getHint().toString().trim();
        }
        mNumber1 = Integer.parseInt(text1);
        mNumber2 = Integer.parseInt(text2);

    }
}

上述都是入门级别的代码了，除了ConstraintLayout（参考https://www.jianshu.com/p/17ec9bd6ca8a）使用较少之外，其他的so easy！不过ConstraintLayout没有使用过的小伙伴，建议大家学习和使用一下。

我们接下来将围绕这段代码展开分析

   //加载本地C语言文件库。
    static {
        System.loadLibrary("Test");
    }

    //调用本地C语言方法计算结果
    public native int getResult(int number1, int number2);

    //调用本地C语言方法
    public native int callCMethod(int number1, int number2);

    //本地C语言调用Java方法
    public static int calculateResult(int number1, int number2){
        return number1 + number2;
    }

Java调用本地C语言

Java文件中定义public native int getResult(int number1, int number2)这样的一个native方法，接下来我们需要调用javah命令来自动生成本地C语言头文件(javah -v -d F:\AndroidProject\JniLibsDemo\app\src\main\jni -jni com.wiky.jnilibsdemo.jni)。javah命令使用帮助

或者你也可以使用AS扩展工具, 自定义一些命令行工具。参考https://www.jianshu.com/p/9cb8514d1ba0
生成的头文件文件如下：

这个时候我们在jni目录下新建一个Test.c的文件。
Test.c的代码如下

//引用我们生成的头文件
#include

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_wiky_jnilibsdemo_MainActivity_getResult
    (JNIEnv *env, jobject obj, jint number1, jint number2) {
return number1 + number2;
}

这个时候要想java调用本地语言，我们还需要添加一个Android的.mk配置文件，例如Android.mk

LOCAL_PATH       :=  $(call my-dir)
include              $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE     :=  Test        //对应加载的文件库名字(System.loadLibrary("Test"))
LOCAL_SRC_FILES  :=  Test.c      //C语言文件名
include              $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

有的人以为这样就可以了，有没有发现我们还咩有配置Android运行本地语言的环境，而且发现我们的Android.mk文件还没用到么，点击运行，报错如下：

Error: Your project contains C++ files but it is not using a supported native 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
Alternatively, you can use the experimental plugin:
 https://developer.android.com/r/tools/experimental-plugin.html

这个时候我们就需要配置一下

这样我们就关联起来了，或者在模块及build.gradle配置

externalNativeBuild {
    ndkBuild {
        path file('src/main/jni/Android.mk')
    }
}

点击同步，就可以了。我们运行一下

运行OK，大功告成！

本地C语言调用Java方法

同样的操作，我们利用我们输入的数字传入到C，在C中调用java方法计算得数，

定义这两个方法

  //调用本地C语言方法
    public native int callCMethod(int number1, int number2);

    //本地C语言调用Java方法
    public static int calculateResult(int number1, int number2){
        return number1 + number2;
    }

头文件中的方法定义这里就不再叙述，按照上述方法生成即可，我们接下来看Test.c文件中的实现

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_wiky_jnilibsdemo_MainActivity_callCMethod
    (JNIEnv *env, jobject obj, jint number1, jint number2) {
    char *classname = "com/wiky/jnilibsdemo/MainActivity";
    jclass jClazz = (*env)->FindClass(env, classname);
    //这里实现了互相调用，Java中调用了C的getStringFormc方法传递了x,y参数，这里C又调用了Java的add方法将x，y回传回去求和；
    jmethodID methodID = (*env)->GetStaticMethodID(env, jClazz, "calculateResult", "(II)I");
    jint result = (*env)->CallStaticIntMethod(env, jClazz, methodID, number1, number2);
    return result;
}

这段代码的就是利用反射获取到Java中的方法，然后去调用。在这里我要讲的是GetStaticMethodID方法中的第四个参数"(II)I",这个代表的是调用Java方法的的方法签名，关于签名，如下：

java类型	Signature	备注
boolean	Z
byte	B
char	C
short	S
int	I
long	L
float	F
double	D

void V object L用/分割的完整类名 例如: Ljava/lang/String表示String类型 Array [签名 例如: [I表示int数组, [Ljava/lang/String表示String数组 Method (参数签名)返回类型签名 例如: ([I)I表示参数类型为int数组, 返回int类型的方法

如本例中的函数声明：

JNIEXPORT jint JNICALL Java_J2C_write2proc(JNIEnv *, jobject, jint);

注释中的签名是 Signature: (I)I

通过上述的表格之后我们很自然的清楚上述代码的意思，点击运行

看到这里，比较欣喜，真正的打完收工。本人C++的已经忘记了，所以。。。。。。

扩展

如果你需要将本地语言移植到另一个项目，你可以考虑将本地语言编译成.so文件，首先添加.mk文件，例如Application.mk文件（参考https://blog.csdn.net/kwuwei/article/details/21718097）

APP_STL := gnustl_static
APP_CPPFLAGS := -frtti -fexceptions
APP_ABI := all
APP_PLATFORM := android-8

利用AS扩展工具, 自定义ndk-build命令,运行命令就可以看到.so文件了,或者cd到Application.mk的文件所在目录，输入ndk-build运行，这个命令在你的ndk文件夹中，记得配置环境变量。

总结

这些只是简单的JNI的开发使用，真正的实现，可以去参考大神们的博客。上述如有问题，可以给我留言，欢迎大家批评指正！谢谢大家！