JNI 和 NDK 入門

原文:http://xiazdong.me/2015/09/17/introduction-jni-ndk/

前言

JNI(Java Native Interface) 是 Java 提供的調用 C/C++ 代碼的一種方式。同時帶來的壞處是讓 Java 喪失了跨平臺的特性,因為 C/C++ 編譯后的二進制代碼在不同機器(不同指令集、架構)上并不通用。

NDK(Native Development Kit) 是 Android 提供的調用 C/C++ 代碼的方法,他是基于 JNI 的。通過 NDK 能夠更快的將 C/C++ 代碼編譯成支持多個平臺(ARM, X86, mips)的動態庫。

本文的操作系統是 Mac OS X,開發環境是 Android Studio。

基本概念

Java 中通過 System.loadLibrary("<name>") 導入動態庫,而不同平臺下動態庫的表示都不同。Windows 下以 "<name>.dll" 命名,Linux 下用 "lib<name>.dll" 命名,Mac 下用 "lib<name>.jnilib" 命名。

JNI 例子

1、在工作目錄創建 "JniTest.java"。

package com.xiazdong;

public class JniTest{
    static{
        System.loadLibrary("jnitest");
    }
    public static void main(String[]args){
        JniTest test = new JniTest();
        System.out.println(test.add(1,2));
    }
    public native int add(int a, int b);
}

可以看出在 JniTest 類中有一個 add 的 native 方法,其實現為本地代碼。

System.loadLibrary("jnitest") 表示導入動態庫,但是在不同平臺表示意義不同,Windows 表示導入 "jnitest.dll",Linux 表示導入 "libjnitest.so",Mac 表示導入 "libjnitest.jnilib"。

2、命令行執行 javac -d . JniTest.java 生成 class 文件。

3、命令行執行 javah com.xiazdong.JniTest 生成 com_xiazdong_JniTest.h 文件,該文件命令為 <包名>_<類名>.h。

4、在工作目錄創建 test.c 文件。

#include "com_xiazdong_JniTest.h"
#include <stdio.h>

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_xiazdong_JniTest_add(JNIEnv * env, jobject thiz, jint a, jint b){
    return a + b; //具體實現
}

其中函數的定義可以從 com_xiazdong_JniTest.h 中拷貝過來。函數命名規定為Java_<包名>_<類名>_<方法名>。

5、命令行執行 gcc -shared -I $JAVA_HOME/include -I $JAVA_HOME/include/darwin -fPIC test.c -o libjnitest.jnilib。該命令生成 "libjnitest.jnilib"。如果是 Linux 環境,則把該命令的 libjnitest.jnilib 改成 libjnitest.so 即可。

此時生成的動態庫是在工作目錄下的。

6、命令行執行 java com.xiazdong.JniTest。

如果要引入的動態庫不在工作目錄中,需要通過該命令加入動態庫的目錄 -Djava.library.path=<dir>

NDK 例子

0、下載ndk,本文使用 "android-ndk-r10e-darwin-x86_64.bin"。

執行 sudo chmod a+x android-ndk-r10e-darwin-x86_64.bin

執行 sudo ./android-ndk-r10e-darwin-x86_64.bin 解壓。

將解壓后的 android-ndk-r10e 目錄添加到 PATH 環境變量。

1、創建 jni 目錄,注意這里目錄名一定要是 jni。

2、在 jni 目錄中創建 test.c。

#include "jni.h"
#include <stdio.h>

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

jint Java_me_xiazdong_ndkdemo_Test_add(JNIEnv * env, jobject thiz, jint a, jint b){
    return a + b;
}

#ifdef __cplusplus
}
#endif

注意:此處包名為 me.xiazdong.ndkdemo,類名為 Test。這個需要特別注意?。?/p>

3、在 jni 目錄中創建 Android.mk。

LOCAL_PATH := $(call my-dir) ## 定義 LOCAL_PATH 環境變量為本文件的目錄,mydir 表示當前目錄。
include $(CLEAR_VARS) ## 清除除了 LOCAL_PATH 以外其他的 LOCAL_ 環境變量
LOCAL_MODULE := jnitest ## 動態庫名字為 jnitest
LOCAL_SRC_FILES := test.c ## 源文件名字
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY) ## 編譯生成共享動態庫

4、在 jni 目錄下創建 Application.mk。

APP_ABI := all  ## 表示生成所有平臺的動態庫。

5、執行 cd ..,即跳到 jni 目錄的父目錄,并執行 ndk-build。

此時就生成了 libs 目錄,該目錄中有以下目錄,每個目錄都有 "libjnitest.so":

arm64-v8a
armeabi
armeabi-v7a
mips
mips64
x86
x86_64

6、新建 Android 工程,將 libs 中的所有目錄拷貝到 "src/main/jniLibs" 中,這是 Android Studio 識別的默認目錄。

7、在 me.xiazdong.ndkdemo 包下創建 Test 類。

package me.xiazdong.ndkdemo;

public class Test {
    static{
       System.loadLibrary("jnitest");
    }
    public native int add(int a, int b);
}

8、調用 Test 的 add 方法。

Test t = new Test();
int c = t.add(1,2);

參考文獻

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