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Android中JNI与NDK

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Android中JNI与NDK

JNI的介绍:

JNI的定义：Java Native Interface 也就是Java本地的接口。它的作用就是使Java与本地的其他语言(C C++)交互。

需要注意的两点：(1)JNI是 Java 调用 Native 语言的一种特性。(2)JNI 是属于 Java 的，与 Android 无直接关系

为什么要有 JNI

背景：实际使用中，Java 需要与 本地代码 进行交互
问题：因为 Java 具备跨平台的特点，所以Java 与 本地代码交互的能力非常弱
解决方案： 采用 JNI特性 增强 Java 与 本地代码交互的能力

JIN实现步骤 (后有详细介绍)

(1)在Java中声明Native方法（即需要调用的本地方法）
(2)编译上述 Java源文件javac（得到 .class文件）
(3)通过 javah 命令导出JNI的头文件（.h文件）
(4)使用 Java需要交互的本地代码 实现在 Java中声明的Native方法
(5)编译.so库文件
(6)通过Java命令执行 Java程序，最终实现Java调用本地代码

NDK的介绍:

NDK定义：Native Development Kit，是 Android的一个工具开发包。它的作用 快速开发C、 C++的动态库，并自动将so和应用一起打包成 APK。
NDK的特点：(性能方面)运行效率高 代码安全 (功能方面)拓展性好 (使用方面) 易于代码的复用和移植。
需要注意的一点NDK 只是提供了.so和.apk打包的工具，而JIN没用开发，只是把so文件放到系统特定的位置。

NDK实现步骤

(1)配置 Android NDK环境
(2)创建 Android 项目，并与 NDK进行关联
(3)在 Android 项目中声明所需要调用的 Native方法
(4)使用 Android需要交互的本地代码 实现在Android中声明的Native方法
(5)通过 ndk – bulid 命令编译产生.so库文件
(6)编译 Android Studio 工程，从而实现 Android 调用本地代码

具体使用(重头戏)

记得我以前写过一篇比较简单的文章 初步NDK开发 .SO文件生成与JIN调用 后来当我使用Android studio 3.5的时候，一切都变了。
所以搭建NDK环境 AndroidStudio3.5 Jni开发 才是本章的开始！

准备工作

Android Studio3.5，配置Gradle ，Gradle 版本我选择的是：com.android.tools.build:gradle:3.5.2
下载配置NDK，开发JNI 肯定需要NDK的，这是前提，我选择了NDK版本android-ndk-r14b
安装配置JDK，Jdk至少要jdk7以上，我的是jdk8

JNI开始(这里使用的是 项目依赖库文件的形式，然后项目引用库文件)

(1)新建项目 项目名称NdkDemo，依赖库就叫library

在这里插入图片描述

在library 新创建一个类JniUtil.java

  public class JniUtil {

    static {
        System.loadLibrary("JniUtil");
    }

    //定义一个方法，该方法在C中实现
    public native String getString();  //native关键字指示以原生形式实现的方法.向编译器告知实现在原生库中

    public native int add(int i, int j);

}

System.loadLibrary正是需要导入的.so文件，so文件名全称是 libJniUtil.so

(2)配置NDK路径 gradle.properties文件

img

在这里插入图片描述

(3)新建一个jni文件夹，然后打开Android Studio的终端，cd到这个目录，然后javac命令生成java类的头文件

在这里插入图片描述

点击Terminal 栏输入 指令 > javac -encoding utf8 -h .\jni .\library\src\main\java\com\exa\library\JniUtil.java

  javac -encoding utf8 -h .\jni . 文件所在的路径

在这里插入图片描述

生成项目java文件对应的.h文件，一定要在app/src/main/java目录下

点击Terminal 栏输入 指令javah -jni com.exa.library.JniUtil

  javah -jni 包名.类名

在这里插入图片描述

打开生成的.h文件，我们能看到 java类声明的方法
Java_com_exa_library_JniUtil_getString
Java_com_exa_library_JniUtil_add
接下来我们就需要在C文件是实现这些方法了

(4)jni文件夹下新建Android.mk和Application.mk文件，同时新建c文件，用来实现3步骤的头文件的接口方法

在jni文件夹下，new -> File -> Android.mk 和 Application.mk 。
New -> C/C++ Source File 新建一个C文件。JniLib.cpp

img
在这里插入图片描述

Android.mk

  LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_LDFLAGS := -Wl,--build-id
LOCAL_MODULE := JniUtil

LOCAL_SRC_FILES := \
	JniLib.cpp

MODULE_CPPFLAGS:= -std=c++11
LOCAL_LDLIBS += -llog

LOCAL_C_INCLUDES += $(LOCAL_PATH)/include
LOCAL_PROGUARD_ENABLED:= disabled
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

Application.mk

  APP_MODULES := JniUtil
  APP_ABI := all

JniLib.cpp

  //
// Created by 16639 on 2020/10/26.
//

#include <jni.h>
#include <com_exa_library_JniUtil.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include<android/log.h>
/*
 * Class:     com_exa_ndklibrary_JniUtil
 * Method:    getString
 * Signature: ()Ljava/lang/String;
 */
extern "C" {
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_exa_library_JniUtil_getString
  (JNIEnv *env, jobject obj){
     return  env->NewStringUTF("Hello Jin =_=!");
     }
}
/*
 * Class:     com_exa_ndklibrary_JniUtil
 * Method:    add
 * Signature: (II)I
 */
extern "C" {
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_exa_library_JniUtil_add
  (JNIEnv *env, jobject obj, jint k, jint j){

      return k + j;
  }
}

  Cpp源码文件 JniLib.cpp 可以将 .h 的方法拷贝进去来实现，但是要记住一定要include 二个头文件。
#include <jni.h>
#include <com_exa_library_JniUtil.h>

(5)将java类和实现java类的cpp源文件链接起来

那么java类和cpp 源文件怎么关联起来呢，在Java 目录右键 Link C++ Projiect with Gradle。

在这里插入图片描述

弹框 选在ndk-build, 在Project Path 选在项目jni文件下自己的Android.mk 文件。

在这里插入图片描述

之后，会看到java文件的方法声明 有 C++的图标，C源文件有 Java图标。

在这里插入图片描述

(6)配置app构建文件build.gradle

ndk 、 sourceSets 、task ndkBuild(type:Exec,description:‘Compile JNI source via NDK’) 三个节点配置

       ndk {
            moduleName "JniUtil" //生成的so名字
            ldLibs "log"//实现__android_log_print
            abiFilters  "armeabi-v7a", "x86" //输出指定三种abi体系结构下的so库。
        }

   sourceSets{  //不配的话都会有一个默认值  可以指定哪些源文件（或文件夹下的源文件）要被编译，哪些源文件要被排除
            main{
                jni.srcDirs = []  //禁用as自动生成mk
                //jniLibs.srcDirs=["src/main/libs" ] //so包就去src/main/libs目录下找
                //jniLibs.srcDirs=['libs']
            }
        }

   task ndkBuild(type:Exec,description:'Compile JNI source via NDK'){
        commandLine "D:\\sdk\\android-ndk-r14b\\ndk-build.cmd",//配置ndk的路径
                'NDK_PROJECT_PATH=build/intermediates/ndk',//ndk默认的生成so的文件
                'NDK_LIBS_OUT=src/main/libs',//配置的我们想要生成的so文件所在的位置
                'APP_BUILD_SCRIPT=src/main/jni/Android.mk',//指定项目以这个mk的方式
                'NDK_APPLOCATION_MK=src/main/jni/Application.mk'//指定项目以这个mk的方式
    }

(7)运用ndk-build生成相应的so文件

先配置一下ndk-build 环境，然后就可以运行ndk-build 生成 so文件了。
FIle –>Settings-> Tools – External Tools 添加 ndk-build 配置对应的参数

在这里插入图片描述

Program： android-ndk-r14b\ndk-build.cmd 选择自己之前配置的ndk下面的 ndk-build.cmd
Workingdirectory： 选择到app\src\main 目录，可以点击后面的 Insert macros…

配置好了ndk-build 环境，就可以在 java类 JniUtil.java 右键 External Tools 下 ndk-build

img

下栏的run看到生成so文件的记录了，同时main目录下会多了一个libs文件夹，里面就是生成的so文件，如果有说明成功生成了

img

(8)项目依赖库文件

img

(9)MainActivity 使用

img

(10)库文件打包成aar文件

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

(11)项目中引用aar文件，MainActivity 使用 在build.gradle 中设置

     repositories {
        flatDir {
            dirs 'libs'
        }
    }

    //使用AAR
    implementation(name: 'library', ext: 'aar')
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