Andorid——ubuntu下的 NDK / JNI

之前一直有接触源代码里面的JNI体系，知道个大概，仅仅管调进了哪个C/C++的接口，如今记录学习下。

撰写不易,转载请注明出处：http://blog.csdn.net/jscese/article/details/39645485

概念：

NDK - Native Development Kit ，类似SDK性质，能够看作为一个编译工具的集合。

在android开发中经常使用于将C/C++代码打包编译成android 应用程序可以载入使用的模块。像动态静态库 .a ,.so.

来自百科。NDK包含了：

• 从C / C++生成原生代码库所须要的工具和build files。

• 将一致的原生库嵌入能够在Android设备上部署的应用程序包文件（application packages files ，即.apk文件）中。
• 支持全部未来Android平台的一些列原生系统头文件和库

JNI - Java Native Interface , android的应用层都是java写的。都是交给dalvik进行转码成二进制再执行的，在执行效率上远低与C/C++程序，

所以就有了JNI机制。通过JNI 我们能够把一些复杂讲究效率的操作用C/C++语言来实现，让 java层来调用运行，提高效率！JNI 有一套自己的代码写法。

我们一般使用NDK编译的动态库来为JNI服务的。

NDK：

能够到google上去下载NDK包，也可在http://www.androiddevtools.cn/中选择下载，下载样式类似
android-ndk-r9d-linux-x86_64.tar.bz2 ，

r9 代表版本号，下载之后 解压到想安装的位置，ubuntu下 直接解压之后，配置环境变量就可以，我的例如以下：

#set android NDK environment
export NDK_HOME=/usr/local/android-ndk-r9d
export PATH=$PATH:$NDK_HOME

source 之后，可在终端执行 ndk-build，出现例如以下：

jscese@jscese-H61M-S2P:~$ ndk-build
Android NDK: Could not find application project directory !
Android NDK: Please define the NDK_PROJECT_PATH variable to point to it.
/usr/local/android-ndk-r9d/build/core/build-local.mk:148: *** Android NDK: Aborting    .  Stop.

就代表已经成功安装。能够用它进行编译了！

JNI：

java本地的接口，能够用C 写 也能够用C++ 。仅仅是会有一些细微的区别，在C 或者 C++ 本地接口函数中是有  JNIEnv *env 这个指针參数的。

C 调用；(*env)->

C++ 调用： env->

由于 jni.h 定义的不同，

还有就是C++ 的源文件是须要引入相应的头文件的。

从我写的一个样例来分析记录，一个 实现加减法的apk。算术操作放到C程序中运行。

eclipse 中新建 androidproject，主java 文件：

package com.jscese.test;

import android.R.integer;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.RemoteException;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;

public class JNI extends Activity implements OnClickListener {
	private static final String LOG_TAG = "JSCESE_JNI";
	/** Called when the activity is first created. */

	static {
		// The runtime will add "lib" on the front and ".o" on the end of
		// the name supplied to loadLibrary.
		System.loadLibrary("jscesejni");
	}

	private EditText valueText1, valueText2 = null;
	private Button addButton = null;
	private Button subButton = null;
	private Button clearButton = null;
	private TextView vlaueText = null;

	@Override
	public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.main);

		valueText1 = (EditText) findViewById(R.id.edit_value1);
		valueText2 = (EditText) findViewById(R.id.edit_value2);
		addButton = (Button) findViewById(R.id.button_add);
		subButton = (Button) findViewById(R.id.button_sub);
		clearButton = (Button) findViewById(R.id.button_clear);
		vlaueText = (TextView) findViewById(R.id.value);

		addButton.setOnClickListener(this);
		subButton.setOnClickListener(this);
		clearButton.setOnClickListener(this);
	}

	@Override
	public void onClick(View v) {
		String text1 = valueText1.getText().toString();
		String text2 = valueText2.getText().toString();

		if (v.equals(addButton)) {
			int value = add(Integer.parseInt(text1), Integer.parseInt(text2));
			vlaueText.setText(String.valueOf(value));
		} else if (v.equals(subButton)) {
			int value = sub(Integer.parseInt(text1), Integer.parseInt(text2));
			vlaueText.setText(String.valueOf(value));
		} else if (v.equals(clearButton)) {
			String text = "";
			valueText1.setText(text);
			valueText2.setText(text);
			vlaueText.setText(text);
		}
	}

	public native int add(int a, int b);

	public native int sub(int a, int b);
}

非常easy的一个apk 主Activity，须要注意的是这个apk启动的时候 会调用开头的 static中的 System.loadLibrary("jscesejni");

这就是载入C/C++的动态库了，动态库原型应该是 libjscesejni.so 这里仅仅要写名字就好！

另外还定义了加减法的两个本地方法。以关键词 native 修饰。将在 libjscesejni.so中实现。

资源文件main.xml：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="fill_parent"
    android:layout_height="fill_parent"
    android:orientation="vertical"
    android:weightSum="1" >

    <LinearLayout
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="20dp"
        android:orientation="vertical" >

        <EditText
            android:id="@+id/edit_value1"
            android:layout_width="fill_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:hint="@string/hint" >
        </EditText>

        <EditText
            android:id="@+id/edit_value2"
            android:layout_width="fill_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_marginTop="10dp"
            android:hint="@string/hint" >
        </EditText>

        <TextView
            android:id="@+id/value"
            android:layout_width="fill_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_marginTop="10dp"
            android:gravity="center_horizontal"
            android:hint="@string/value"
            android:textSize="25sp" />
    </LinearLayout>

    <LinearLayout
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="20dp"
        android:gravity="center"
        android:orientation="horizontal" >

        <Button
            android:id="@+id/button_add"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:text="@string/add" >
        </Button>

        <Button
            android:id="@+id/button_sub"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_marginLeft="20dp"
            android:text="@string/sub" >
        </Button>

        <Button
            android:id="@+id/button_clear"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_marginLeft="20dp"
            android:text="@string/clear" >
        </Button>
    </LinearLayout>

</LinearLayout>

标准方法：

首先在eclipse 里面编译这个androidproject。终端进入project文件夹bin/classes下。这个文件夹往下就是编译的java文件的class文件。层次是从包名到类名

我这里就是 com/jscese/test/JNI.class  这是通过eclipse编译好的，也能够手动 javac JNI.java编译。

生成 jni 类型的 头文件：

须要用到 javah 命令，这个环节easy出错，由于路径參数等原因,贴出 javah 的help：

使用方法：javah [选项] <类>

当中 [选项] 包含：

	-help                 输出此帮助消息并退出
	-classpath <路径>     用于装入类的路径
	-bootclasspath <路径> 用于装入引导类的路径
	-d <文件夹>             输出文件夹
	-o <文件>             输出文件（仅仅能使用 -d 或 -o 中的一个）
	-jni                  生成 JNI样式的头文件（默认）
	-version              输出版本号信息
	-verbose              启用具体输出
	-force		      始终写入输出文件

使用全限定名称指定 <类>（例
如，java.lang.Object）。

非常明了。进入到 bin/class文件夹 ，那么当前文件夹就是 classpath ，运行：

javah -classpath . -d ../../jni com.jscese.test.JNI

会在project文件夹下的jni文件夹下生成 com_jscese_test_JNI.h  命令规则是 包名+类名

内容例如以下：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_jscese_test_JNI */

#ifndef _Included_com_jscese_test_JNI
#define _Included_com_jscese_test_JNI
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_jscese_test_JNI
 * Method:    add
 * Signature: (II)I
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_jscese_test_JNI_add
  (JNIEnv *, jobject, jint, jint);

/*
 * Class:     com_jscese_test_JNI
 * Method:    sub
 * Signature: (II)I
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_jscese_test_JNI_sub
  (JNIEnv *, jobject, jint, jint);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

函数定义比較奇怪。刚開始接触肯定不适应，这就是JNI 机制的特殊写法了！ 以 JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_jscese_test_JNI_add

  (JNIEnv *, jobject, jint, jint); 为例。 当中

JNIEXPORT JNICALL keyword 代表这是JNI 调用的函数，

jint 代表返回值，int 整型的变形

函数名以Java开头然后是包名+类名+native方法名

我们的C/C++的实现必须依据这个头文件定义的来实现。

jni下新建一个 com_jscese_test_JNI.c 这个名字任意，写入内容：

#include <jni.h>
#include <assert.h>

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

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_jscese_test_Jscese_sub
  (JNIEnv *env, jobject thiz, jint a, jint b)
{
return (a-b);
}

同文件夹下新建Android.mk ：

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE:= libjscesejni
LOCAL_SRC_FILES:= com_jscese_test_JNI.c
LOCAL_SHARED_LIBRARIES := \
	libutils
LOCAL_LDLIBS :=-llog
# Also need the JNI headers.
LOCAL_C_INCLUDES += \
	$(JNI_H_INCLUDES)

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

不加JNI_ONLoad函数，默认会觉得JNI 版本号为1.1 ，少了一些特性。就这个样例不影响，这样code 已经完毕了，

接下来就是编译so 然后打包进apk 里面了，在Android.mk 文件夹下 使用 ndk-build 命令编译

正确例如以下：

Android NDK: WARNING: APP_PLATFORM android-17 is larger than android:minSdkVersion 8 in /home/jscese/product_code/Mstar_Android/android/JB4.2/jb4.2/device/mstar/common/apps/Jscese_Jni/AndroidManifest.xml
[armeabi] Compile thumb  : jscesejni <= com_jscese_test_JNI.c
[armeabi] SharedLibrary  : libjscesejni.so
[armeabi] Install        : libjscesejni.so => libs/armeabi/libjscesejni.so

能够看到生成了 mk中定义的 libjscesejni.so 而且安装到了libs/armeabi 文件夹下，最后再次eclipse编译整个 project，apk执行应该是OK 的。

经常使用办法：

避过上面的 javah 命令的运行，不參照生成的 jni 头文件来写 C/C++

com_jscese_test_JNI.c内容例如以下:

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <jni.h>
#include <assert.h>

#include<android/log.h>

#define TAG "JsceseDemo-jni"
#define LOGW(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_WARN,TAG ,__VA_ARGS__) // 定义LOGW类型

 int Jscese_add(JNIEnv *env, jobject thiz, jint a, jint b)
{
return (a+b);
}
 int Jscese_sub(JNIEnv *env, jobject thiz, jint a, jint b)
{
return (a-b);
}
#define JNIREG_CLASS "com/jscese/test/JNI"

/**
* Table of methods associated with a single class.
*/
static JNINativeMethod gMethods[] = {
    { "add", "(II)I", (void*)Jscese_add },
    { "sub", "(II)I", (void*)Jscese_sub },
};

/*
* Register several native methods for one class.
*/
static int registerNativeMethods(JNIEnv* env, const char* className,
        JNINativeMethod* gMethods, int numMethods)
{

    LOGW("jscese test jni in registerNativeMethods 0 ");
    jclass clazz;
    clazz = (*env)->FindClass(env, className);
    if (clazz == NULL) {
        LOGW("clazz NULL 0 ");
        return JNI_FALSE;
    }
    if ((*env)->RegisterNatives(env, clazz, gMethods, numMethods) < 0) {
        LOGW("RegisterNatives error 0 ");
        return JNI_FALSE;
    }
    return JNI_TRUE;
}
/*
* Register native methods for all classes we know about.
*/
static int registerNatives(JNIEnv* env)
{
    LOGW("jscese test jni in registerNatives ");
    if (!registerNativeMethods(env, JNIREG_CLASS, gMethods,
                                 sizeof(gMethods) / sizeof(gMethods[0])))
        return JNI_FALSE;

    return JNI_TRUE;
}

 jint  JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
{
    JNIEnv* env = NULL;
    jint result = -1;

    if ((*vm)->GetEnv(vm, (void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
        return -1;
    }
    assert(env != NULL);

    if (!registerNatives(env)) {//注冊
        return -1;
    }
    /* success -- return valid version number */
    result = JNI_VERSION_1_4;

    return result;
}

JNI_OnLoad函数作为动态库的入口函数。所以非常多初始化的操作都能够在这里，返回JNI 版本号，眼下基本都是1.4

由于不採用标准方法 的头文件形式的函数命名，所以须要另外注冊映射关系。将java本地的接口函数跟 C/C++中的实现函数一一相应上。

能够看到  gMethods 数组中的相应关系。中间的为參数说明。

引入了 log.h 定义了LOGW 所以须要在Android.mk 中加入 include ： LOCAL_LDLIBS :=-llog

下面为网上对类型的一些资料

參数类型的转换和表述方法例如以下：

Java类型	本地类型	描写叙述
boolean	jboolean	C/C++8位整型
byte	jbyte	C/C++带符号的8位整型
char	jchar	C/C++无符号的16位整型
short	jshort	C/C++带符号的16位整型
int	jint	C/C++带符号的32位整型
long	jlong	C/C++带符号的64位整型e
float	jfloat	C/C++32位浮点型
double	jdouble	C/C++64位浮点型
Object	jobject	不论什么Java对象。或者没有相应java类型的对象
Class	jclass	Class对象
String	jstring	字符串对象
Object[]	jobjectArray	不论什么对象的数组
boolean[]	jbooleanArray	布尔型数组
byte[]	jbyteArray	比特型数组
char[]	jcharArray	字符型数组
short[]	jshortArray	短整型数组
int[]	jintArray	整型数组
long[]	jlongArray	长整型数组
float[]	jfloatArray	浮点型数组
double[]	jdoubleArray	双浮点型数组

※     JNI类型映射

JNI通过JNIEnv提供的操作Java数组的功能。它提供了两个函数：一个是操作java的简单型数组的。还有一个是操作对象类型数组的。

函数	Java数组类型	本地类型
GetBooleanArrayElements	jbooleanArray	jboolean
GetByteArrayElements	jbyteArray	jbyte
GetCharArrayElements	jcharArray	jchar
GetShortArrayElements	jshortArray	jshort
GetIntArrayElements	jintArray	jint
GetLongArrayElements	jlongArray	jlong
GetFloatArrayElements	jfloatArray	jfloat
GetDoubleArrayElements	jdoubleArray	jdouble

※   JNI数组存取函数

JNI提供的另外一个功能是在本地代码中使用Java对象。通过使用合适的JNI函数。你能够创建Java对象，get、set 静态(static)和实例（instance）的域，调用静态(static)和实例（instance）函数。

JNI通过ID识别域和方法。一个域或方法的ID是不论什么处理域和方法的函数的必须參数

函数	描写叙述
GetFieldID	得到一个实例的域的ID
GetStaticFieldID	得到一个静态的域的ID
GetMethodID	得到一个实例的方法的ID
GetStaticMethodID	得到一个静态方法的ID

※   域和方法的函数

Java 类型	符号
boolean	Z
byte	B
char	C
short	S
int	I
long	L
float	F
double	D
void	V
objects对象	Lfully-qualified-class-name;L类名
Arrays数组	[array-type [数组类型
methods方法	(argument-types)return-type(參数类型)返回类型

※   确定域和方法的符号