Android 开发艺术探索笔记（23）

JNI和NDK编程

Java的JNI表示Java Native Interface（Java本地接口），它是方便Java调用C/C++等本地代码所封装的一层接口。我们都知道Java的优点有跨平台，但其和本地交互的时候也出现了短板，所以提供了JNI专门用于和本地代码交互。这就增强了Java和本地交互的能力，通过JNI，Java可以很好的和本地C/C++交互。
NDK是Android提供的工具集合，通过NDK可以在Android中更方便的通过JNI来访问本地代码。NDK还提供交叉编译器，开发人员只需简单的修改mk文件就可以生成特定的CPU平台的动态库，使得NDK有如下好处：
（1）提高代码安全性，因为so库反编译比较难
（2）可以方便地使用目前已有的C/C++库
（3）便于平台的移植性
（4）提高程序在某特定情形下的执行效率，但是并不能明显提升Android的性能。
JNI和NDK适合在Linux环境下开发。它们所用的动态库的格式是.so为后缀的文件。主要用于底层和嵌入式开发，在Android的应用层开发使用较少。

JNI的开发流程
JNI的开发流程有如下几步，首先在Java中声明native方法，接着用C/C++实现native方法，然后就可以编译运行了。

1. 在java中声明native方法，这里创建一个叫JniTest的类：
   
   上面声明了两个native方法get和set，这两个就是需要在JNI中实现的方法。在JniTest的头部有一个加载动态库的过程，其中”jni-test”是so库的标识，so库完整名称为”libjni-test.so”，这是加载so库的规范。
2. 编译Java源文件得到class文件，然后通过javah命令导出JNI的头文件：
   
   在当前目录下，会产生com_ryg_JniTest.h的头文件，它是javah命令自动生成的，文件是这样的：
   
   函数名的格式遵循：JAVA+包名+类名+方法名，比如get方法这里就是Java_com_ryg_JniTest_get(JNIEnv *,jobject)，一些参数定义如下：
   
3. 实现JNI方法
   这里分别用C和C++来实现JNI方法。首先在工程的主目录下创建一个子目录，名称随意，这里取名jni目录，然后将之前通过javah生成的头文件com_ryg_JniTest.h复制到jni目录下，接着创建test.cpp和test.c两个文件。
   
   
   可以看出用C或C++代码类似，主要的不同时对env的处理上
4. 编译so库并在Java中调用
   so库的编译用到gcc，切换到jni目录中，对于test.cpp和test.c来说，它们的编译指令如下：
   
   
   其中的/usr…amd64是本地JDK安装路径，libjni-test.so是生成so库的名字，其中lib和.so是不需要明确指出的。so库编译完之后就可以在java中调用了，这里通过Java指令来执行Java程序，切换主目录，执行如下指令：java -Djava.library.path=jni com.ryg.JniTest，其中-Djava.library.path=jni指明了so库的路径。首先采用C++产生的so库，程序运行后产生日志如下所示：
   
   然后是C：
   
   通过上面日志可以发现，在Java中成功的调用了C/C++代码，这就是JNI的典型工作流程。、

NDK的开发流程
NDK的开发是基于JNI的，主要有以下几个步骤：

1. 下载并配置NDK
   设置完变量后，ndk-build命令就可以使用了，可以通过它来编译so库
2. 创建一个Android项目，并声明所需的native方法
   
3. 实现Android项目中所声明的native方法
   在外部创建一个名为jni的目录，然后在jni的目录下创建3个文件：test.cpp、Android.mk和Application.mk
   
   
   在Android.mk中LOCAL_MODUEL表示模块的名称，LOCAL_SRC_FILES表示需要参与编译的源文件。Application.mk中常用的配置项是APP_ABI，它表示CPU架构平台的类型，目前市面上常用的架构为armeabi，x86和mips，移动端是armeabi，这也是大部分APK只包含armeabi类型的so库的原因。默认情况下NDK会编译产生各种CPU的so库，通过APP_ABI可以指定so库的CPU类型，这样NDK就只会编译armeabi平台下的so库，而all则表示编译所有CPU平台的so库。
4. 切换到jni的父目录，然后通过ndk-build命令编译产生so库
   这时候NDK会创建一个和jni目录平级的目录libs，下面放的so库的目录，然后在app/src/main中创建一个名为jniLibs的目录，将生成的so库复制到jniLibs下，然后通过Android Studio编辑运行即可。

JNI的类型签名
JNI的类型签名标识了一个特定的Java类型，这个类型既可以是类和方法，也可以是数据类型。
类的签名比较简单，就是“L+包名+类名+；”的形式，并将.替换为/,比如Ljava.lang.String替换为java/lang/String; ，类型签名的基本数据类型以及数组如下：


方法的签名为 (参数类型签名)+返回值类型签名，如下：

JNI调用Java方法的流程
JNI调用Java方法的流程是先通过类名找到类，然后根据方法名找到方法的ID，最后就可以调用这个方法了。如果调用的是Java的非静态方法，则要先构造出类的对象然后才调用它，比静态方法多这一步而已。

Android性能优化

布局优化
尽量减少布局文件的层级，因为这样布局的绘制就少了。
首先要删除布局中无用的控件和层级，其次有选择的使用性能较低的ViewGroup，比如RelativeLayout，如果布局中既可以使用LinearLayout也可以使用RelativeLayout，那就使用LinearLayout，因为RelativeLayout功能相对复杂，它的布局需要花更多时间。
布局优化的另一个手段是采用< include>标签，< merge>标签和ViewStub，< include>用于布局的重用，< merge>一般和< include>配合使用，它可以减少布局的层级，而ViewStub则提供了按需加载的功能，当需要时才会将ViewStub中的布局加载到内存，这提高了程序的初始化效率。
< include>用的比较多比较熟悉，就不讲了，而< merge>的作用是优化< include>，比如一个布局文件中用的是竖直方向的LinearLayout，里面用了一个< include>里面也包含了一个竖直方向的LinearLayout，显然，后者定义的LinearLayout是没有必要的，通过< merge>就可以去除这个多余的标签。
ViewStub继承了View，它非常轻量级且宽高都为0，因此它本身不参与任何布局和绘制过程，它的意义在于按需加载所需的布局文件，在实际开发中，很多布局文件在正常情况下不会显示，比如网络异常，这个时候就没有必要在整个界面初始化的时候就将其加载进来，而是使用ViewStub，有需要的时候再加载。下面是一个示例：

inflatedId是这个ViewStub的根ID，当需要加载的时候，用下面两个方法来加载：
或者

绘制优化
首先在onDraw中不要创建新的局部对象，这是因为onDraw会被频繁调用，就会在一瞬间产生大量对象，导致执行效率大大降低。
另一方面，不要再onDraw中做耗时操作，也不能执行成千上万次的循环操作。

ListView和Bitmap的优化
ListView的优化就是采用ViewHolder并避免在getView中做太多耗时操作；根据滑动速率涞开启和关闭异步任务；开启硬件加速。
Bitmap就是之前讲的一些缓存策略什么的。

线程优化
线程优化就是采用线程池，避免内存中存在大量的Thread。

提高程序的可维护性
（1）命名要规范
（2）代码的排版要合理留白
（3）仅为非常关键的代码注释

内存泄漏分析
使用MAT工具，具体用法可以查看BLOG。下面有三种导致内存泄漏的场景
（1）静态变量导致的内存泄漏
（2）单例模式导致的内存泄漏
（3）属性动画导致的内存泄漏

响应速度优化和ANR日志分析
当一个进程发生ANR后，会在/data/anr目录下创建一个文件traces.txt，通过这个文件就能定位出出现ANR的原因。