android面试中老是会问jni，但是我在小厂搬砖多年，可还没咋用过啊
哭~~~~
没用过那就了解一下吧。
编写：guuguo 校对：guuguo
名词解释
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c++头文件: 头文件用来放置对应c++方法的声明，其实它的内容跟 .cpp 文件中的内容是一样的，都是 C++ 的源代码。但头文件不用被编译。头文件可以通过#include被包含到.cpp文件中。include仅仅是复制头文件的定义代码到.cpp文件中。所以头文件用来放置声明，而不是定义。因为多个源文件直接包含定义的话会有定义冲突，而声明就不会。(头文件也可以包含定义，但是尽量不要，如果 需要，通过#ifndef...#endif让编译器判断个名字是否被定义，再决定要不要继续编译后续的内容) -
JNI （Java Native Interface，Java本地接口）是一种编程框架，使得Java虚拟机中的Java程序可以调用本地应用/或库，也可以被其他程序调用。 -
CMake是一个跨平台构建工具，支持C/C++/Java等语言的工程构建。本文中用来编译c++代码。
这篇文章讲什么?
Android 系统中有大量的实现都是native实现的，中间通过JNI进行java层调用。学会JNI的使用，不光是能为我们开发和面试提供助力，还能为我们理解android 系统源码的基础多加两块砖。
说明一下这篇文章的内容和目的：
- 了解JNI 在开发中的基础使用
- Java 代码和 c++ 的native 方法链接原理
- JNI 框架是啥，都有哪些东西
- Ndk 是什么东西？
弄明白这四个小点，对于JNI也就有了初步的理解，在要利用其进行开发的时候也能信手拈来。
JNI 使用的小栗子（静态注册）
jni注册方式分静态注册和动态注册，
- 静态注册：根据函数名找到对应的JNI函数,样式为
Java_包名_类名_方法名 - 动态注册：当我们使用
System#loadLibarary方法加载so库的时候，Java虚拟机会找到JNI_OnLoad函数并主动调用。所以我们可以在JNI_OnLoad调用jniRegisterNativeMethods进行方法的动态注册。(先不学习该方式，欲了解可google)
下面我们就讲一下静态注册先：
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创建demo jni sdk模块
我们创建一个sdk模块，承载native和jni代码，目录结构如下：
图中展示的主要目录如下：
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src/main/javajava源码 -
src/main/jninative源码 -
src/main/jni/CMakeLists.txtcmake的配置文件
并且在build.gradle 中配置好jni源码路径:
sourceSets {
main {
jni.srcDirs = ['src/main/jni']
}
}
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定义native java 方法
在kotlin 中，使用关键字external标识该方法是JNI方法。在调用该方法的时候，Java_包名_类名_方法名的c++函数。
我们先来创建JNI入口java类 JNI.java，定义好java的native方法。方法如下：
package top.guuguo.myapplication
class JNI {
/**返回签名后的字符串*/
external fun signString(str: String): String
companion object {
///实例的创建一定要在native代码加载之后，如本例的
///System.loadLibrary("jni-test")
val instance by lazy { JNI() }
}
}
我们定义了一个简单的native方法signString，模拟对字符串进行签名的方法。
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生成对对应的头文件
java中提供了javah 工具。通过他可以自动生成native方法对应c++的头文件。通过javah -h 看看该工具的使用说明：
javah -h
用法:
javah [options]
其中, [options] 包括:
-o 输出文件 (只能使用 -d 或 -o 之一)
-d 输出目录
-v -verbose 启用详细输出
-h --help -? 输出此消息
-version 输出版本信息
-jni 生成 JNI 样式的标头文件 (默认值)
-force 始终写入输出文件
-classpath 从中加载类的路径
-cp 从中加载类的路径
-bootclasspath 从中加载引导类的路径
是使用其全限定名称指定的
(例如, java.lang.Object)。
使用方式如下： -cp 等同于-classpath，用来指定要生成头文件的class文件路径
javah -d app/src/main/cpp/header -cp "./app/build/tmp/kotlin-classes/debug/" top.guuguo.myapplication.JNI
可以看到命令执行过后，.h文件被成功生成了
有了
.h jni 声明文件后，我们在 jni.cpp中完成对应方法的实现，代码如下：
#include
#include
#include
#include "header/top_guuguo_myapplication_JNI.h"
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_top_guuguo_myapplication_JNI_signString(JNIEnv *env, jobject obj, jstring jStr) {
const char *cstr = env->GetStringUTFChars(jStr, NULL);
std::string str = std::string(cstr);
env->ReleaseStringUTFChars(jStr, cstr);
std::string cres = "signed：" + str;
jstring jres = env->NewStringUTF(cres.c_str());
return jres;
}
方法的定义实现很简单，只是对传入的字符串前面拼接了signed:字符串。
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完善CmakeList.txt 和 build.gradle 编译.so产物
对于native源码的编译，当前有两种方案：cmake 和 ndk-build。CMake会更加流行一些，现在介绍一下CMake。
CMake 是一个跨平台构建工具，支持C/C++/Java等语言的工程构建。通过配置CMake 构建脚本CMakeLists.txt，我们可以利用CMake命令做好自定义的编译工作。
这是cmake使用的主要指令
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set(all_src "./src")：该指令可以定义名为all_src的变量值 -
add_library：该指令的主要作用就是将指定的源文件生成链接文件，然后添加到工程中去
CMakeLists.txt
我们编辑一下该配置文件，使用如下内容
# Copyright (c) 2019 - 2020 The Alibaba DingTalk Authors. All rights reserved.
PROJECT(jni-test)
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
# 对一些c++编译期标识 赋值
#set(CMAKE_CXX_COMPILER "clang++" ) # 显示指定使用的C++编译器
#set(CMAKE_CXX_FLAGS "-std=c++11 -O2") # c++11
#set(CMAKE_CXX_FLAGS "-g") # 调试信息
#set(CMAKE_CXX_FLAGS "-Wall") # 开启所有警告
#set(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG "-O0" ) # 调试包不优化
#set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE "-O2 -DNDEBUG " ) # release包优化
set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE "-std=c++11 -O2 ")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG "-std=c++11 -O2 ")
# 对变量 SRC_ROOT 赋值
set(SRC_ROOT "./")
# 遍历目录下直属的所有.cpp文件保存到变量中
file(GLOB all_src
"${SRC_ROOT}/*.hpp"
"${SRC_ROOT}/*.cpp"
"${SRC_ROOT}/src/*.h"
"${SRC_ROOT}/src/*.hpp"
"${SRC_ROOT}/header/*.h"
"${SRC_ROOT}/header/*.hpp"
)
# 将源码文件添加到编译动态库中
add_library(jni-test SHARED ${all_src})
build.gradle 添加native配置：
defaultConfig {
/**...*/
externalNativeBuild {
cmake {
///编译目标名
targets 'jni-test'
//预编译行为配置 :-fexceptions 启用异常处理
cppFlags "-std=c++11 -fexceptions -frtti"
arguments "-DANDROID_STL=c++_shared"
}
}
}
externalNativeBuild {
cmake {
version '3.6.0'
path 'src/main/jni/CMakeLists.txt'
}
}
在以上代码中指定好一些必要参数，以及cmake版本和配置文件路径
编译：
接下来的编译中会自动 编译出相关类库，也可以通过以下的gradle命令直接打包出对应的so库和aar包
./gradlew :sdk:aR
也就是使用aR(assembleRelease)命令编译release包，在build/intermediates/cmake/release中能找到对应产物。
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简单c++方法调用
完成了定义，我们简单实现一下调用：
class MainActivity : AppCompatActivity() {
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContentView(R.layout.activity_main2)
System.loadLibrary("jni-test")
findViewById我们在点击按钮之后，直接弹出吐司展示签名后的字符串。
这一块有一点需要注意！！
获取JNI实例的步骤，需要在System.loadLibrary之后。
这样才能正确调用到对应的native方法。
小结：
至此，最小化实现的一个jni样例就完成了，实现了native方法定义以及java对其的调用。
以此为基础，我们在未来能深入很多
- 我们能够慢慢了解跨平台
nativesdk 如何在安卓中使用。 - 能够为阅读aosp源码增加自己的基础功
Java 代码和 c++ 的native 方法如何连接起来
java调用native方法的时候，由art虚拟机对应做特殊处理。
参考Android ART执行类方法的过程，虚拟机在执行方法的时候判断是否native方法，执行。
客户端的实现很简单，就是上面提到的静态注册和动态注册方式。
JNI 框架是啥，都有哪些东西?
JNIEnv 表示 Java 调用 native 语言的环境，是一个封装了几乎全部 JNI 方法的指针。
我们查看 jni.h的源码(aosp源码路径source/libnativehelper/include_jni/jni.h)。
找到JNIEnv的定义：typedef _JNIEnv JNIEnv;
可以看到其实是_JNIEnv类型的别名。看看_JNIEnv结构的源码：
truct _JNIEnv {
/* do not rename this; it does not seem to be entirely opaque */
const struct JNINativeInterface* functions;
#if defined(__cplusplus)
jint GetVersion()
{ return functions->GetVersion(this); }
jclass DefineClass(const char *name, jobject loader, const jbyte* buf,
jsize bufLen)
{ return functions->DefineClass(this, name, loader, buf, bufLen); }
// ...
}
可以看出所有的JNIEnv方法都是间接调用的JNINativeInterface的方法，只是对JNINativeInterface结构体的一层封装。
我们JNI的大多数操作都是通过其进行。
NDK是啥，和jni什么关系？
ndk:Native Development Kit
Android NDK 支持使用 CMake 编译应用的 C 和 C++ 代码。
NDK是一系列工具的集合。
- NDK提供了一系列的工具，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。这些工具对开发者的帮助是巨大的。
- NDK集成了交叉编译器，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可以自动地将so和Java应用一起打包，极大地减轻了开发人员的打包工作。
NDK提供了一份稳定、功能有限的API头文件声明。包含有：C11标准库（libc）、标准数学库（libm）、c++17库、Log库（liblog）、压缩库（libz）、Vulkan渲染库（libvulkan）、openGl库（libGLESv3）等。
NDK可以为我们生成C/C++动态链接库。 我们对于native的开发是基于ndk的开发。
ndk和jni没什么关系，只是基于ndk开发的动态库，需要通过jni和java进行沟通。
最后
经过这一节的学习，接下来面试中碰到jni问题的话，总算可以说个123了：
- jni的native代码怎么关联？通过静态注册和动态注册方式。
- 加载so库需要注意什么？System.loadLibrary之后再获取实例调用native方法才能调用到对应实现。
- 怎么构建so库？ndk支持通过cmake实现代码编译构建。
- ndk和jdk的区别？
只有学习才能是我成长，只有学习才能是我进步，我要好好学习，为建设祖国贡献一份力量~~~
参考文章：
- Android JNI介绍（八）- CMakeLists的使用
- JNI方法注册及加载原理分析
- JNI实现源码分析【四 函数调用】
- Android ART执行类方法的过程