Android JNI編程

原文：http://blog.csdn.net/xiaoyu_93/article/details/52870395
一、前言
● NDK
Native Development Kit（NDK）是一系列工具的集合。它提供了一系列的工具，幫助開發(fā)者快速開發(fā)C/C++的動態(tài)庫，并能自動將so和java一起打包成apk。

● JNI
Java Native Interface（JNI）標準是java平臺的一部分，JNI是Java語言提供的Java和C/C++相互溝通的機制，Java可以通過JNI調(diào)用C/C++代碼，C/C++的代碼也可以調(diào)用java代碼。

● JNI與NDK的關(guān)系
NDK可以為我們生成了C/C++的動態(tài)鏈接庫，JNI是java和C/C++溝通的接口，兩者與android沒有半毛錢關(guān)系，只因為安卓是java程序語言開發(fā)，然后通過JNI又能與C/C++溝通，所以我們可以使用NDK+JNI來實現(xiàn)“Java+C”的開發(fā)方式。

● 為什么要NDK開發(fā)
NDK開發(fā)具有以下優(yōu)點：

  1. 項目需要調(diào)用底層的一些C/C++的一些東西（java無法直接訪問到操作系統(tǒng)底層（如系統(tǒng)硬件等）），或者已經(jīng)在C/C++環(huán)境下實現(xiàn)了功能代碼（大部分現(xiàn)存的開源庫都是用C/C++代碼編寫的。），直接使用即可。NDK開發(fā)常用于驅(qū)動開發(fā)、無線熱點共享、數(shù)學(xué)運算、實時渲染的游戲、音視頻處理、文件壓縮、人臉識別、圖片處理等。
  2. 為了效率更加高效些。將要求高性能的應(yīng)用邏輯使用C/C++開發(fā)，從而提高應(yīng)用程序的執(zhí)行效率。但是C/C++代碼雖然是高效的，在java與C/C++相互調(diào)用時卻增大了開銷；
  3. 基于安全性的考慮。防止代碼被反編譯，為了安全起見，使用C/C++語言來編寫重要的部分以增大系統(tǒng)的安全性，最后生成so庫（用過第三方庫的應(yīng)該都不陌生）便于給人提供方便。（任何有效的代碼混淆對于會smail語法反編譯你apk是分分鐘的事，即使你加殼也不能幸免高手的攻擊）
  4. 便于移植。用C/C++寫得庫可以方便在其他的嵌入式平臺上再次使用。

二、安裝與配置
首先我們在Android Studio下新建一個安卓項目。然后打開Project Structure界面，如下：


image.png

在SDK Location目錄下，有SDK和NDK的路徑，而這里我們暫時還未下載配置過NDK，故我們需要點擊Download Android NDK來進行下載（Android Studio還是很強大的，相比Eclipse能省不少事）。這里Android Studio會下載最新版本的NDK進行安裝，默認會下載保存在SDK的路徑下。我們在上圖中還能看到有一段介紹文字，說SDK以及NDK的路徑配置會保存在local.properties文件內(nèi)，安裝完成后我們刷新Project，進local.properties文件查看也能看到SDK與NDK的路徑。

image.png

image.png

NDK下載配置完成之后，需要在gradle.properties文件中加上一行：
android.useDeprecatedNdk=true(為了解決版本低不能自動編譯jni，不一定需要 )

接下來，我們借助強大的Android Studio的插件功能，在External Tools下配置兩個非常有用的插件。進入Settings–>Tools–>ExternalTools，點擊+號增加。

image.png
image.png

javah -jni命令，是根據(jù)java文件生成.h頭文件的，會自動根據(jù)java文件中的類名（包含包名）與方法名生成對應(yīng)的C/C++里面的方法名。下面是參數(shù)配置及其含義：

  1. Program: $JDKPath$\bin\javah.exe 這里配置的是JDK目錄下的javah.exe的路徑。
  2. Parametes: -classpath . -jni -d $ModuleFileDir$/src/main/jni $FileClass$ 這里$FileClass$指的是要執(zhí)行操作的類名（即我們操作的文件），$ModuleFileDir$/src/main/jni表示生成的文件保存在這個module目錄的src/main/jni目錄下。
  3. Working: $ModuleFileDir$\src\main\java module目錄下的src\main\java目錄（不是很理解）。
    使用方式：選中java文件—>右鍵—>External Tools—>javah-jni，將生成jni文件夾以及文件夾下的 包名.類名的.h頭文件 （名字過長，我們可以自己重命名）。
image.png

ndk -build命令，是根據(jù)C/C++文件生成so文件的。下面是參數(shù)配置及其含義：

  1. Program: F:\apk\sdk\ndk-bundle\ndk-build.cmd 這里配置的是ndk下的ndk-build.cmd的路徑（根據(jù)實際情況填寫）。
  2. Working: $ModuleFileDir$\src\main\
    使用方式：選中C/C++文件—>右鍵—>ExternalTools—>ndk-build，將在main文件夾下生成libs文件夾以及多個so文件，我們可以移動至jniLibs目錄下去。（放在libs目錄下也可以但是要在gradle文件中新增以下代碼）
 sourceSets {
        main {
            jni.srcDirs = []
            jniLibs.srcDirs = ['src/main/libs/']
        }
    }

三、簡單實例

接下來我們創(chuàng)建一個訪問本地C/C++方法的java類

public class JniTest {
    /**
     * 將用C++代碼實現(xiàn)，在android代碼中調(diào)用的方法：獲取當(dāng)前app的包名
     * @param o
     * @return
     */
    public static native String getPackname(Object o);

    /**
     * 加載so庫或jni庫，在使用到該庫之前加載就行，不一定非要寫在這個類內(nèi)
     * 系統(tǒng)自己會判斷擴展名是dll還是so,這里加載libJNI_ANDROID_TEST.so
     */
    static {
        System.loadLibrary("JNI_ANDROID_TEST");
    }
}

注意JNI_ANDROID_TEST這個Library名字，之后還會需要用到，要保持一致。該類提供了一個static的native方法，該方法將用來獲取app的包名。然后對該文件執(zhí)行javah -jni操作，生成對應(yīng)的.h頭文件。

image.png

如圖，已經(jīng)根據(jù)我們的java類生成了對應(yīng)的.h文件，文件名為包名類名.h，我們可以手動改名為jnitest.h，里面只有一個方法，返回值為String（jstring），方法名為Java類的包名類名方法名（包名中的分級不是用.而是_），前面兩個參數(shù)是C++里面必須有的（JNIEnv代表指向JVM的指針，jclass是調(diào)用該方法的java對象），第三個就是我們java類的方法里面的參數(shù)Object。注意，這是java函數(shù)與C++函數(shù)對應(yīng)的靜態(tài)注冊方法，即通過特定的規(guī)則來寫，此處方法名可以隨意起名字，然后還可以用動態(tài)注冊的方式關(guān)聯(lián)兩個方法（顯然，靜態(tài)注冊要簡單一些）。
然后我們新建一個C++文件，取名為jnitest.cpp，寫上需要include的文件，從.h文件中復(fù)制方法過來（方法名、參數(shù)類型、返回值等必須一致！血與淚的教訓(xùn)）。

image.png

至此，.h文件和c++文件均已完成，接下來還需要在這個jni目錄下增加兩個文件，Android.mk和Application.mk。
Android.mk，注意LOCAL_MODULE的值與之前的名字相對應(yīng)，LOCAL_SRC_FILES的值寫c++文件的名字，這兩個值成對設(shè)置，可設(shè)置多組。（:=是賦值的意思，$是引用某變量的值。）

LOCAL_PATH := $(call my-dir)     // 設(shè)置當(dāng)前的編譯目錄（Android.mk所在的目錄） 
include $(CLEAR_VARS)            // 清除LOCAL_XX變量（LOCAL_PATH除外）
LOCAL_MODULE := JNI_ANDROID_TEST  // 指定當(dāng)前編譯模塊的名稱  
LOCAL_SRC_FILES := jnitest.cpp    // 編譯模塊需要的源文件
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY) // 指定編譯出的庫類型，BUILD_SHARED_LIBRARY：動態(tài)庫；BUILD_STATIC_LIBRARY：靜態(tài)庫， BUILD_EXECUTEABLE指：可執(zhí)行文件
image.png

Application.mk，APP_ABI有四種類型（默認armeabi），armeabi、armeabi-v7a、x86、mips，設(shè)置時以空格隔開，all表示所有。該文件中有個可選配置的APP_MODULES，類似于上面Android.mk文件中的LOCAL_MODULE，以空格隔開，且會覆蓋掉Android.mk文件中的LOCAL_MODULE設(shè)置（比如Android.mk文件中的寫了兩個jni庫的配置，LOCAL_MODULE := JNI1、LOCAL_MODULE := JNI2，而Application.mk中設(shè)置的APP_MODULES := JNI1，則只能生成JNI1的so文件，要生成JNI2的so文件的時候會報錯，除非寫成APP_MODULES := JNI1 JNI2，這里我們直接省略默認使用Android.mk中的）。

APP_ABI := all

接下來我們需要對C++文件執(zhí)行ndk-build操作，生成相應(yīng)的so文件。

image.png

如圖，在main/libs目錄下生成了多個so文件，名字為lib+我們指定的庫名（同時還生成了obj文件夾，不知是什么東西）。
這時候我們可以在main目錄下新建jniLibs文件夾，把生成的libs文件夾內(nèi)的東西均復(fù)制過去，刪除新生成的jni、libs、obj三個文件夾。然后在Activity中測試調(diào)用，在TextView上顯示我們通過C++代碼實現(xiàn)的方法getPackname獲取app的包名了。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        TextView tv = (TextView) findViewById(R.id.tv_app_package_name);
        tv.setText("packageName: " + JniTest.getPackname(MainActivity.this));
    }
}
image.png

測試能正確得到包名，說明調(diào)用成功了。我們可以把JniTest類以及so文件給別人去使用，這樣別人是看不到我們的代碼實現(xiàn)的，能很好的保護我們的源碼。

java類的包名一定要和C文件實現(xiàn)的方法名一致，不然在低版本上會報method not found的錯誤

最后編輯于 ：
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
平臺聲明：文章內(nèi)容（如有圖片或視頻亦包括在內(nèi)）由作者上傳并發(fā)布，文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點，簡書系信息發(fā)布平臺，僅提供信息存儲服務(wù)。

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容