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android中的JNI的DEMO

作者 : admin 本文共5862个字，预计阅读时间需要15分钟 发布时间： 2024-06-17 共1人阅读

一：源代码

native-lib.cpp

#include "native-lib.h"

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

JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_example_jnidemo_MainActivity_subtract(JNIEnv* env, jobject, jint a, jint b) {
    return a - b + 3;
}

JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_example_jnidemo_MainActivity_multiply(JNIEnv* env, jobject, jint a, jint b) {
    return a * b + 3;
}

JNIEXPORT jdouble JNICALL
Java_com_example_jnidemo_MainActivity_divide(JNIEnv* env, jobject, jint a, jint b) {
    if (b == 0) return 0;
    return static_cast(a) / static_cast(b);
}

native-lib.h

#ifndef NATIVE_LIB_H
#define NATIVE_LIB_H

#include 

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_jnidemo_MainActivity_add(JNIEnv* env, jobject, jint a, jint b);
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_jnidemo_MainActivity_subtract(JNIEnv* env, jobject, jint a, jint b);
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_jnidemo_MainActivity_multiply(JNIEnv* env, jobject, jint a, jint b);
JNIEXPORT jdouble JNICALL Java_com_example_jnidemo_MainActivity_divide(JNIEnv* env, jobject, jint a, jint b);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif // NATIVE_LIB_H

MainActivity

package com.example.jnidemo;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    // Used to load the 'native-lib' library on application startup.
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }

    private native int add(int a, int b);
    private native int subtract(int a, int b);
    private native int multiply(int a, int b);
    private native double divide(int a, int b);

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

        int a = 10;
        int b = 5;

        TextView tv = findViewById(R.id.sample_text);
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append("Add: ").append(add(a, b)).append("
");
        sb.append("Subtract: ").append(subtract(a, b)).append("
");
        sb.append("Multiply: ").append(multiply(a, b)).append("
");
        sb.append("Divide: ").append(divide(a, b)).append("
");

        tv.setText(sb.toString());
    }
}

 CMakeLists.txt

尤其注意下面的第一行camke的版本要与settings中的SDK TOOL中的保持一致：cmake_minimum_required(VERSION 3.10.2)

# 设置CMake的最低版本要求
cmake_minimum_required(VERSION 3.10.2)

# 设置项目名称
project("native-lib")

# 添加共享库
# add_library函数用来定义库的名称、类型和源文件
add_library(
        # 设置库的名称
        native-lib

        # 设置库的类型为共享库
        SHARED

        # 提供库的源文件路径
        E:/a_own_codes/android_java/JNIdemo/app/src/main/cpp/native-lib.cpp)

# find_library函数用于查找系统中已存在的库，并设置其路径
find_library(
        # 设置路径变量的名称
        log-lib

        # 指定要查找的NDK库的名称
        log
)

# target_link_libraries函数用于将目标库与其依赖库链接在一起
target_link_libraries(
        # 指定目标库
        native-lib

        # 将目标库链接到NDK中包含的log库
        ${log-lib}
)

 代码结构

android中的JNI的DEMO插图

 二：关于NDK工具

2.1 AS中配置
android中的JNI的DEMO插图(1)

android中的JNI的DEMO插图(2)android中的JNI的DEMO插图(3)

android中的JNI的DEMO插图(4)

 2.2 环境变量配置
 

android中的JNI的DEMO插图(5)

 2.3验证安装
android中的JNI的DEMO插图(6)

 android中的JNI的DEMO插图(7)

三：为什么使用JNI

JNI
JNI 全程：JNI(Java Native Interface)，通俗翻译：Java本地方法
官方说法：提供一种Java字节码调用C/C++的解决方案，JNI描述的是一种技术。所以这里的Nativie的本地的意思就是C/C++，所以JNI通俗理解就是Java调用C/C++的方案技术。

NDK
NDK(Native Development Kit)，通俗翻译：本地发展（扩展）工具
Android NDK 是一组允许您将 C 或 C++（“原生代码”）嵌入到 Android 应用中的工具，NDK描述的是工具集。

同样，把这里的Native理解成C/C++，那么NDK的简单理解就是能把C/C++编译成Java识别的工具模块。Android Studio中已经集成了NDK，所以才可以在Java代码中很方便就可以调用到C/C++的代码。网上有些示例是用NDK命令来编译cpp生成so，并调用测试，这里不做介绍。

Jni的开发背景：

需要调用Java语言不支持的依赖于操作系统平台特性的一些功能，比如

● 需要调用当前UNIX系统的某个功能，而Java不支持这个功能的时候，就要用到JNI
● 在程序对时间敏感或对性能要求特别高时，有必要用到更底层的语言来提高运行效率
● 音视频开发涉及到的音视频编解码需要更快的处理速度，这就需要用到JNI
● 为了整合一些以前的非Java语言开发的系统
● 需要用到早期实现的C/C++语言开发的一些功能或者系统，将这些功能整合到当前的系统或者新的版本中

其实就是为了调用C/C++代码

JNI是完善Java的一个重要功能，它让Java更加全面、封装了各个平台的差异性

JNI在 Android 开发里的主要应用场景：

● 音视频开发
● 热修复
● 插件化
● 逆向开发
● 等等…

这些都是比较复杂的模块，很多实现Java代码无法实现或者使用Java代码实现会很低效的情况。所以这些模块开发的就要提前掌握Jni相关技术才能实现复杂功能。其实这些概念，看一百遍也是很容易忘记的，只要记住一点就行了：

JNI就是Java为了调用C语言的技术，其中过程用到了NDK相关工具。

java-jni-c/c++ 关系图也是比较简单明了的：

android中的JNI的DEMO插图(8)

Jni基础很简单，比如：Java 代码中加载so库，定义native方法，jni代码中执行简单的实现，相信很多人都是会的；

Jni的进阶知识：jni添加日志，复制对象的调用，C++调用Java方法，Jni方法的动态注册和静态注册，Jni报错分析等等，这些都是有一定的难度的，经过一定的学习了解就可以掌握了。

这些Jni相关知识的学习，不需要系统源码环境，只需要电脑安装Android Studio，安装模拟器或者有安卓真机调试验证就可以了。JNI在系统源码环境中也是有很多相关的代码和使用场景，如果是入门学习，优先使用Android Stduio 创建的项目会好入手很多。                        
原文链接：https://blog.csdn.net/wenzhi20102321/article/details/136291126

四：文件名称路径以及方法名的关系

在JNI（Java Native Interface）中，Java中的本地方法和C/C++中的实现方法之间通过特定的命名约定进行映射。这个命名约定由JNI定义，确保Java虚拟机能够正确找到并调用对应的本地实现方法。具体来说，这种映射关系由以下规则构成：

JNI 方法命名约定

  1. 前缀：所有的本地方法在C/C++实现中都以 Java_ 开头。
  2. 包名：将包名中的点号（.）替换为下划线（_）。
  3. 类名：直接使用类名。
  4. 方法名：直接使用方法名。
  5. 参数类型（可选）：如果方法名相同且参数不同，参数类型也需要编码在方法名中。

例如，Java类中的方法签名如下：

package com.example.jnidemo;

public class Calculator {
    static {
        System.loadLibrary("calculator");
    }

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

根据命名约定，这个方法在C文件中的实现应该是：

#include 
#include "com_example_jnidemo_Calculator.h"

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

命名规则详细解释

  • Java_: 前缀，所有JNI方法必须以这个前缀开头。
  • com_example_jnidemo: 包名，将包名中的 . 替换为 _。
  • Calculator: 类名。
  • add: 方法名。

使用过程中如何映射

  1. 加载共享库：

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

这行代码告诉Java虚拟机在加载类时加载名为 libcalculator.so 的共享库。System.loadLibrary("calculator") 会寻找 libcalculator.so 文件并将其加载到进程的地址空间中。 

        2.声明本地方法：

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

        声明本地方法时，并没有提供实现，表示这个方法将在本地代码中实现。

        3.调用本地方法：

        当Java代码中调用 add 方法时，JNI机制会查找对应的本地方法实现。根据命名约定，Java虚拟机会寻找名为 Java_com_example_jnidemo_Calculator_add 的C函数。

        4.映射过程：

       Java虚拟机加载 libcalculator.so 文件时，会建立共享库中的符号表。当调用 add 方法时，Java虚拟机根据命名约定查找符号表中的 Java_com_example_jnidemo_Calculator_add 函数地址。找到地址后，执行对应的C函数，实现本地方法调用。

        详细方法定义与调用以及方法体的代码见第一节

五：.so的位置

android中的JNI的DEMO插图(9)

注意事项

*/01/*
原来源文件的路径写的是相对路径：
src/main/cpp/native-lib.cpp

报错：could not find souce file

# 提供库的源文件路径：
E:/a_own_codes/android_java/JNIdemo/app/src/main/cpp/native-lib.cpp

*/02/*

Invalidate Caches / Restart：清除所有缓存，并重启 IDE，适合解决缓存问题和一些难以解决的错误。
Just Restart：仅重启 IDE，不清除缓存，适用于普通的重启需求

*/03/*

[CXX5106] NDK was located by using ndk.dir property. This method is deprecated and will be removed in a future release. Please delete ndk.dir from local.properties and set android.ndkVersion to [21.4.7075529] in all native modules in the project. https://developer.android.com/r/studio-ui/ndk-dir

错误信息 [CXX5106] NDK was located by using ndk.dir property. This method is deprecated and will be removed in a future release. 表示使用了已弃用的方式来指定NDK路径。您需要更新配置，将ndk.dir从 local.properties 文件中移除，并使用 android.ndkVersion 配置（见上面的build.gradle文件中的ndkVersion ‘21.4.7075529’）。

*/04/*

在Android Studio中，先点击“Clean Project”，点击“File” -> “Sync Project with Gradle Files”来同步项目，然后点击“Build” -> “Make Project”来构建项目。

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