Android Studio 之 JNI 开发详解

前言

什么是NDK？
NDK全称是Native Development Kit，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。NDK集成了交叉编译器（交叉编译器需要UNIX或LINUX系统环境），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。
为什么使用NDK？
1.)代码的保护。由于apk的java层代码很容易被反编译，而C/C++库反汇难度较大。
2.)可以方便地使用现存的开源库。大部分现存的开源库都是用C/C++代码编写的。
3.)提高程序的执行效率。将要求高性能的应用逻辑使用C开发，从而提高应用程序的执行效率。
4.)便于移植。用C/C++写得库可以方便在其他的嵌入式平台上再次使用。
什么是JNI？
JNI全称为：Java Native Interface。JNI 是本地编程接口，它使得在 Java 虚拟机内部运行的 Java 代码能够与用其它语言(如 C、C++)编写的代码进行交互。
为什么使用JNI？
JNI的目的是使java方法能够调用c实现的一些函数。
安卓中的so文件是什么？
Android中用到的so文件是一个c++的函数库。在android的JNI中，要先将相应的C语言打包成so库，然后导入到lib文件夹中供java调用。Android中用到的so文件是一个c++的函数库。在android的JNI中，要先将相应的C语言打包成so库，然后导入到lib文件夹中供java调用。Android中用到的so文件是一个c++的函数库。在android的JNI中，要先将相应的C语言打包成so库，然后导入到lib文件夹中供java调用。Android中用到的so文件是一个c++的函数库。在android的JNI中，要先将相应的C语言打包成so库，然后导入到lib文件夹中供java调用。

本例开发环境如下：
操作系统：Mac
开发环境：Android Studio 2.2 Beta3 + NDK r12 + Gradle 2.14.1

NDK安装

从Android Studio安装(需翻墙)
1.)打开AndroidStudio，选择顶部工具条，Tools->Android->SDK Manager

2.)在弹出来的对话框中选择SDK Tools选项卡

3.)勾选上图中NDK，点击 Apply，开始安装
4.)安装完成后，重启Android Studio
从AndroidDevTools安装
1.）打开AndroidDevTools网页，选择导航栏中Android SDK Tools->NDK，选择相应平台的NDK开始下载。

2.）下载完成后，将NDK解压到某个文件夹下，打开Android Studio，选择File->Project Structure

在弹出来的对话框中，配置NDK路径，如下所示：

JNI开发

下面我们就一步一步来完成一个示例，从C语言编写的程序中获取字符串，然后在TextView上显示出来。

新建一个Android Project，命名为 MyApplication

注意：项目路径中不能有空格！
项目新建完成后，默认为Android视图，这里为了更清楚的展示，我们切换到Project视图。

项目结构如下：
在项目gradle.properties文件中加上以下代码，表示我们要使用NDK进行开发。
1
android.useDeprecatedNdk=true

在项目local.properties中加入ndk和sdk的路径：

1 2	sdk.dir=/Users/用户名/android-sdk-macosx ndk.dir=/Users/用户名/android-sdk-macosx/ndk-bundle

在app文件夹下的build.gradle中的defaultConfig里加入如下代码

ndk{    
      moduleName "hello"       //生成的so文件名字，调用C程序的代码中会用到该名字    
      abiFilters "armeabi", "armeabi-v7a", "x86" //输出指定三种平台下的so库
}

如下所示：

打开布局文件activity_main.xml，我们来添加一个TextView显示从C程序中返回的字符串

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:id="@+id/activity_main"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
    android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
    tools:context="me.jockio.myapplication.MainActivity">

    <TextView
        android:id="@+id/textView"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:textSize="20sp" />
</RelativeLayout>

打开MainActivity.java，添加如下代码：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    //固定写法，表示我们要加载的资源文件为libhello.so
    static {
        System.loadLibrary("hello");
    }

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

        TextView textView = (TextView) findViewById(R.id.textView);
        textView.setText(getStringFromNative());
    }

    //声明一个本地方法，用native关键字修饰
    public native String getStringFromNative();
}

生成.h头文件
打开Android Studio底部的Terminal，默认命令行窗口路径已经在当前项目，输入以下命令：
1
2
cd app/src/main/java
javah -jni 包名+类名

执行完上面两条命令后，会自动生成.h文件

生成.h文件内容如下：

这里关键部分就是：

1	JNIEXPORT jstring JNICALL Java_me_jockio_myapplication_MainActivity_getStringFromNative (JNIEnv *, jobject);

新建jni文件夹，并拷贝上面生成的.h文件到jni目录
选择File->New->Folder->JNI Folder

在弹出的对话框中勾选Change Folder Location，并在下面输入文件夹名，如下图所示：

在jni目录下，右键新建C文件，文件名任意，输入如下内容：

//引入上面生成的头文件，并实现头文件中声明的方法
#include "me_jockio_myapplication_MainActivity.h"
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_me_jockio_myapplication_MainActivity_getStringFromNative
        (JNIEnv *env, jobject obj){
    char *str="String from native C";
    return (*env)->NewStringUTF(env, str);
}

注意观察函数方法名为：Java_包名_类名_方法名，了解到这些后我们以后就可以不生成.h文件，而是直接去写.c文件了。

选择 Build->Make Project，看app/build/intermediates/ndk/debug/lib目录下是否生成.so文件，如果没有生成，选择 Build->Clean Project，等clean完成后，再Build->Rebuild Project，一般经过上面两步以后都能够解决问题。
打开模拟器，运行Android程序。这里可以看到已经从libhello.so文件中读取到字符串，并显示在了TextView中。

前言

NDK安装

JNI开发

参考文章