JNI技术概述

JNI是Java Native Interface的缩写，通过使用 Java本地接口书写程序，可以确保代码在不同的平台上方便移植。它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。
其实就是java调用本地语言的技术，对于Linux和Windows而言本地语言自然是C和C++。换句话说就是java如何调用C或C++代码，而你要把C或C++代码给他人调用自然要编写成动态链接库了，在Windows是dll，在Linux是so。(这里我们讨论Android上的so库编写和调用)

这个技术当初在用友工作时就接触到了，由于当时技术的局限性，还被卡了一个星期。导致同事在外地待了一个星期。

开发环境

Eclipse+adt
android-ndk-r20（ndk的开发基础在上一章介绍：https://www.jianshu.com/p/c546783ad284）

静态注册

要对java中native关键字定义的方法进行注册, 注册方式有两种: 静态注册和动态注册, 这里我们先介绍静态注册

Android代码

我们在Android中先写一个简单的点击事件，并在static中加载so库，在按钮点击时调用so库中的函数

package com.example.jnitest;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.view.Menu;
import android.view.MenuItem;
import android.view.View;
import android.widget.Toast;

public class MainActivity extends Activity {
    
    static {
        //加载libhello_jni.so（默认去项目目录下的libs下查找）
        System.loadLibrary("hello_jni");
    }

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


    // 测试JNI
    public void testJni(View view) {
        String jniString = HelloNdk();
        Toast.makeText(MainActivity.this, jniString, Toast.LENGTH_LONG).show();
    }
    
    //定义一个native方法 native关键字说明方法的实现在so里面
    public native String  HelloNdk();
}

界面如下：

image.png

SO库编写

静态注册 在c代码中我们的函数名要遵守一定的约定，不然jni无法识别函数，约定如下：

• (1)函数名：JNIEXPORT + 返回类型 + JNICALL Java_+包名 +类型 + 函数名（java 中声明的），以下划线连接
• (2)返回值类型，是 jni 中的数据类型，若没有返回类型，则使用void
• (3)默认传入两个参数 JNIEnv* env(jvm运行环境), jobject obj(调用这个函数的Java对象)

例如：
java中函数声明：public native String HelloNdk();
c中函数的实现：JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_jnitest_MainActivity_HelloNdk (JNIEnv * env, jobject obj)

这里你可以手动编写，但是java提供了javah来自动从java代码生成对应的头文件。

• 使用cmd进入项目的根目录，在项目的根目录创建jni目录

javah -classpath src -d jni com.example.jnitest.MainActivity

• classpath 表示类文件路径
• src表示java代码的文件夹
• d表示生成头文件所在路径
• jni 表示 jni 文件夹下
• com.example.jnitest.MainActivity，表示需要编译的类文件，也就是包名+类名（也就是包含 native 方法的类文件）

生成文件内容：com_example_jnitest_MainActivity.h

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

#ifndef _Included_com_example_jnitest_MainActivity
#define _Included_com_example_jnitest_MainActivity
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_example_jnitest_MainActivity
 * Method:    HelloNdk
 * Signature: ()Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_jnitest_MainActivity_HelloNdk
  (JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

这里我们只做c的编写所以去除c++的一些东西，在jni目录下创建hello_jni.c，并拷贝代码修改为以下：

#include <jni.h>
#include <string.h>

/* Header for class com_example_jnitest_MainActivity */

/*
 * Class:     com_example_jnitest_MainActivity
 * Method:    HelloNdk
 * Signature: ()Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_jnitest_MainActivity_HelloNdk
  (JNIEnv * env, jobject obj){
    return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello JNI!");
}

在jni.h中我们看到如下定义(在%java_home%\include\jni.h)：

#include "jni_md.h"

typedef struct _jobject *jobject;
typedef jobject jclass;
typedef jobject jthrowable;
typedef jobject jstring;
typedef jobject jarray;
typedef jarray jbooleanArray;
typedef jarray jbyteArray;
typedef jarray jcharArray;
typedef jarray jshortArray;
typedef jarray jintArray;
typedef jarray jlongArray;
typedef jarray jfloatArray;
typedef jarray jdoubleArray;
typedef jarray jobjectArray;

再进入jni_md.h中看看(在%java_home%\include\win32\jni_md.h)：

#define JNIEXPORT __declspec(dllexport)
#define JNIIMPORT __declspec(dllimport)
#define JNICALL __stdcall

所以我们直接就不用解释JNIEXPORT 和 JNICALL 了
现在来讨论一下jstring 返回值。

java和c是如何互通的？

其实不能互通的原因主要是数据类型的问题，jni解决了这个问题，例如那个c文件中的jstring数据类型就是java传入的String对象，经过jni函数的转化就能成为c的char。
对应数据类型关系如下表：

image.png
image.png
这里我们使用(env)->NewStringUTF(env, "Hello JNI!");生成了一个jstring，并返回它。

使用ndk编译so库

• 在jni目录编写实现函数对应的Android.mk(该文件的描述在上一章中)

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

LOCAL_MODULE    := hello_jni
LOCAL_SRC_FILES := hello_jni.c
     
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

返回到项目根目录运行ndk

ndk-build

在项目根目录下会生成libs文件夹里面有所有平台的so库(这里你也可以指定平台)

image.png

由于我的虚拟机是X86的所有它使用的是x86文件夹下的so

运行

现在所有准备工作做完我们部署项目到手机上，点击按钮后如下：

image.png

尾言

这里我们只对JNI的类型对应做了一些基本的说明，由于此文的专注点是如何静态注册jni函数所以这里不做过多的描述，将来我将用一文详细说明jni的一些技术细节。下一章我们将对动态注册进行说明。