一、簡介

先說JNI(Java Native Interface)吧，有過不同語言間通信經歷的一般都知道，它允許Java代碼和其他語言（尤其C/C++）寫的代碼進行交互，只要遵守調用約定即可。首先看下JNI調用C/C++的過程，注意寫程序時自下而上，調用時自上而下。

JNI調用過程

可 見步驟非常的多，很麻煩，使用JNI調用.dll/.so共享庫都能體會到這個痛苦的過程。如果已有一個編譯好的.dll/.so文件，如果使用JNI技 術調用，我們首先需要使用C語言另外寫一個.dll/.so共享庫，使用SUN規(guī)定的數據結構替代C語言的數據結構，調用已有的 dll/so中公布的函 數。然后再在Java中載入這個庫dll/so，最后編寫Java native函數作為鏈接庫中函數的代理。經過這些繁瑣的步驟才能在Java中調用 本地代碼。因此，很少有Java程序員愿意編寫調用dll/.so庫中原生函數的java程序。這也使Java語言在客戶端上乏善可陳，可以說JNI是 Java的一大弱點！

那么JNA是什么呢？

JNA(Java Native Access)框架是一個開源的Java框架，是SUN公司主導開發(fā)的，建立在經典的JNI的基礎之上的一個框架。使用JNI調用共享類庫（.dll/.so文件）是非常麻煩的事情，既需要編寫java代碼，又要編寫C語言的代理方法，這其中需要很多數據類型的轉換，是讓人非常頭痛。JNA框架就是為了解決這些問題和繁瑣的事情而開發(fā)的，它提供一組Java工具類用于在運行期動態(tài)訪問系統本地共享類庫而不需要編寫任何Native/JNI代碼。開發(fā)人員只要在一個java接口中描述目標native library的函數與結構，JNA將自動實現Java接口到native function的映射，大大降低了Java調用本體共享庫的開發(fā)難度。JNA與.NET平臺上的P/Invoke機制一樣簡單和方便。
之所以說它是JNI的替 代者，是因為JNA大大簡化了調用本地方法的過程，使用很方便，基本上不需要脫離Java環(huán)境就可以完成。

如果要和上圖做個比較，那么JNA調用C/C++的過程大致如下：

JNA調用過程

可以看到步驟減少了很多，最重要的是我們不需要重寫我們的動態(tài)鏈接庫文件，而是有直接調用的API，大大簡化了我們的工作量。

JNA只需要我們寫Java代碼而不用寫JNI或本地代碼。功能相對于Windows的Platform/Invoke和Python的ctypes。

二、原理

JNA使用一個小型的JNI庫插樁程序來動態(tài)調用本地代碼。開發(fā)者使用Java接口描述目標本地庫的功能和結構，這使得它很容易利用本機平臺的功能，而不會產生多平臺配置和生成JNI代碼的高開銷。這樣的性能、準確性和易用性顯然受到很大的重視。

此外，JNA包括一個已與許多本地函數映射的平臺庫，以及一組簡化本地訪問的公用接口。

注意：

JNA是建立在JNI技術基礎之上的一個Java類庫，它使您可以方便地使用java直接訪問動態(tài)鏈接庫中的函數。

原來使用JNI，你必須手工用C寫一個動態(tài)鏈接庫，在C語言中映射Java的數據類型。

JNA中，它提供了一個動態(tài)的C語言編寫的轉發(fā)器，可以自動實現Java和C的數據類型映射，你不再需要編寫C動態(tài)鏈接庫。

也許這也意味著，使用JNA技術比使用JNI技術調用動態(tài)鏈接庫會有些微的性能損失。但總體影響不大，因為JNA也避免了JNI的一些平臺配置的開銷。

三、相關jna.jar包和.so庫文件的下載

JNA的項目是放在Github上面的，目前最新版本是4.4.0，已有打包好的jar文件可供下載。
我這里使用的是4.2.1版本的，并提供了可以直接使用的jar包和.so庫文件，JNA開發(fā)的jna.jar以及.so庫文件，

四、配置環(huán)境，編譯sayhello.so庫文件

1、在app下面建立一個jni文件夾，添加庫函數文件sayhello.c：

#include "sayhello.h"

int sayHello(){
    printf("Hello World!");
    return 1;
}

以及頭文件sayhello.h：

#include <stdio.h>
int sayHello();

2、其他就是配置我們編譯C/C++代碼的環(huán)境了，如果不懂可以參考這篇文章：NDK學習筆記<一> 初步認識JNI|成功搭建NDK開發(fā)環(huán)境

3、成功配置我們的C/C++編譯環(huán)境后，在lib目錄下面成功編譯出我們需要的.so文件。然后把jna.jar和相關的.so文件添加到項目中

4、接著我們在src目錄下面添加jniLibs文件夾：把JNA的libjnidispatch.so.so庫文件和我們生成的libsayhello.so庫文件全部添加合并到jniLibs
文件夾下面，并配置我們的build.gradle文件,添加jniLibs.srcDirs = ['src/main/jniLibs']：

android {
    compileSdkVersion 25
    buildToolsVersion "26.0.1"

    defaultConfig {
        applicationId "com.afinalstone.androidstudy.myjna_01"
        minSdkVersion 16
        targetSdkVersion 25
        versionCode 1
        versionName "1.0"

        testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"

    }
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
    }
    sourceSets {
        main {
            jniLibs.srcDirs = ['src/main/jniLibs']
        }
    }
}

dependencies {
    compile fileTree(include: ['*.jar'], dir: 'libs')
    compile 'com.android.support:appcompat-v7:25.3.1'
    compile 'com.android.support.constraint:constraint-layout:1.0.2'
}

五、創(chuàng)建Library，成功實現Java調用C/C++函數代碼庫

創(chuàng)建一個Clibrary對象：

package com.afinalstone.androidstudy.myjna_01;

import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;
import com.sun.jna.Pointer;
import com.sun.jna.ptr.IntByReference;
import com.sun.jna.ptr.PointerByReference;

//繼承Library，用于加載庫文件
public interface Clibrary extends Library {
    //加載libhello.so鏈接庫
    Clibrary INSTANTCE = (Clibrary) Native.loadLibrary("sayhello", Clibrary.class);
    //此方法為鏈接庫中的方法

    int sayHello();
}

1、定義接口對象。

在上面的代碼中，我們定義了一個接口，繼承自Library 或StdCallLibrary，默認的是繼承Library ，
如果動態(tài)鏈接庫里的函數是以stdcall方式輸出的，那么就繼承StdCallLibrary，比如眾所周知的kernel32庫。

2、接口內部定義

接口內部需要一個公共靜態(tài)常量：INSTANCE，通過這個常量，就可以獲得這個接口的實例，從而使用接口的方法，也就是調用外部dll/so的函數。
該常量通過Native.loadLibrary()這個API函數獲得，該函數有2個參數：

• 第一個參數是動態(tài)鏈接庫dll/so的名稱，但不帶.dll或.so這樣的后綴，這符合JNI的規(guī)范，因為帶了后綴名就不可以跨操作系統平臺了。搜索動態(tài)鏈 接庫路徑的順序是：先從當前類的當前文件夾找，如果沒有找到，再在工程當前文件夾下面找win32/win64文件夾，找到后搜索對應的dll文件，如果 找不到再到WINDOWS下面去搜索，再找不到就會拋異常了。比如上例中printf函數在Windows平臺下所在的dll庫名稱是msvcrt，而在 其它平臺如Linux下的so庫名稱是c。

• 第二個參數是本接口的Class類型。JNA通過這個Class類型，根據指定的.dll/.so文件，動態(tài)創(chuàng)建接口的實例。該實例由JNA通過反射自動生成。
  然后在MainActivity中調用sayHello方法：

接口中只需要定義你要用到的函數或者公共變量，不需要的可以不定義，注意參數和返回值的類型，應該和鏈接庫中的函數類型保持一致。

定義好接口后，就可以使用接口中的函數即相應dll/so中的函數了

六、調用C++函數代碼

定義好接口后，就可以使用接口中的函數即相應函數庫中的函數了，這里我們在MainActivity中響應點擊事件調用C++函數代碼，并打印出結果：

package com.afinalstone.androidstudy.myjna_01;

import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.util.Log;
import android.view.View;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

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

    }

    //按鈕點擊事件
    public void onClick(View view){
        int result = Clibrary.INSTANTCE.sayHello();
        Log.d("MainActivity","sayHello的放回結果:"+result);
    }

}

到這里位置，如果成功運行項目，整個項目結構以及結果基本是這樣的：

結果

七、避免錯誤的建議：

1.要注意我們生成的庫文件都是lib**.so，但是我們在加載.so庫文件的時候是不需要lib前綴的。

2.要檢查build.gradle中是否指定了.so庫文件的地址，在這里我之所以吧所有的.so庫文件都放在了jniLibs文件夾中，
是因為我在build.gradle中指定了 jniLibs.srcDirs = ['src/main/jniLibs']

3.可以解壓成功編譯的apk，查看該apk的lib目錄下面是否有l(wèi)ibsayhello.so和libjnidispatch.so兩個庫文件。

4.項目中偶時候需要用到Java調用c++函數代碼，但是始終出錯，主要錯誤原因是undefined symbol，找不到c++ 方法。
需要我們使用extern "C" 給C++代碼做標記，否則無法找到。

#include <stdlib.h>  
#include <iostream>  
using namespace std;  
  
extern "C"  
{  
    void test() {  
         cout << "TEST" << endl;  
    }  
  
    int addTest(int a,int b)  
    {  
      int c = a + b ;  
      return c ;  
    }   
}  

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