JNI与NDK的理解

JNI是一种协议

NDK是用来开发JNI的谷歌工具包

JNI

什么是JNI呢？

1. Andriod系统架构(理解)
   
2. 相当于桥梁的作用
   Java Native Interface： java本地开发接口
   
3. 通过jni就可以让java与C/C++代码实现互调

为什么用JNI呢？

1. native coder执行高效：大量的运算（极品飞车），万能解码（ffmpeg）,Opengl(3D 渲染)
2. 通过jni技术，可以扩展Android手机的功能-wifi热点等
3. 代码的复用：ffmpeg,onencv(人脸识别库)，7-zip
4. 使用场景：考虑特殊情况(效率/操作硬件)

怎么学JNI呢？

1. 学C语言-看懂代码
2. 了解"JNI开发流程 "

NDK

编译C代码就需要用到NDK工具

什么是NDK呢？

1. Native Develop Kits(本地开发工具包)
2. Android提供的用来做JNI开发的工具包

为什么用NDK呢？

提高JNI开发的效率

1. 生成代码
2. 代码提示
3. 多平台交叉编译

怎么学NDK呢？

 了解"NDK"开发流程

JNI与NDK的开发准备

 Android Studio下的 NDK 环境配置（两篇均可以）
 https://blog.csdn.net/weixin_42814000/article/details/105259159

 https://blog.csdn.net/weixin_42814000/article/details/105259289

 Eclipse下的 NDK 环境配置
 https://blog.csdn.net/weixin_42814000/article/details/105259122

JNI原生开发流程(Eclipse)

基本流程

1. 在Java类中定义native方法
2. 生成包含对应JNI函数声明的头文件
3. 实现生成的JNI函数
4. 借助NDK编译生成动态链接库文件(.so)
5. 在Java类中加载动态连接库并调用native的方法
6. 运行安装到ARM模拟器上

详细流程

1. 在Java类中定义native方法

   在Activity类中声明: public native String helloJNI();

2. 生成包含对应JNI函数声明的头文件

   1). 在命令行窗口中执行: javah Activity全类名(在src下执行)
   说明有的电脑可能会提示GBK的不可映射字符: 添加 -encoding utf-8

   2). 在src下会生成一个头文件: com_atguigu_hellojni_MainActivity.h

   3). 头文件中包含一个native方法对应的JNI函数声明(需要后面实现):
   JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_atguigu_hellojni_MainActivity_helloJNI(JNIEnv *, jobject)

3. 实现生成的JNI函数

   1). 在应用下创建一个文件夹: jni

   2). 将刚才生成的头文件复制到此文件夹下

   3). 创建一个c文件来实现生成的JNI函数声明: test.c

	#include "com_atguigu_hellojni_MainActivity.h"

		JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_atguigu_hellojni_MainActivity_helloJNI

		  (JNIEnv * env, jobject jobj) {
		  
			return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from C");
			
		}

5. 借助NDK编译生成动态链接库文件(.so)

   1). 解压NDK包, 配置NDK文件夹到path(不能包含空格)

   2). 借助NDK下的文档(ANDROID-MK.html)编写用于编译的文件(jni/Android.mk)

	LOCAL_PATH := $(call my-dir)

		include $(CLEAR_VARS)

		LOCAL_MODULE    := hello-jni #指定生成的so文件的唯一标识

		LOCAL_SRC_FILES := test.c  #指定包含JNI函数的c文件名

		include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

3). 在命令行窗口中进入应用根目录, 执行ndk-build命令, 生成so动态链接库文件

 so文件路径: /libs/armeabi/libhello-jni.so

5. 在Java类中加载动态连接库并调用native的方法
   1). 在静态代码块中加载so文件:

    static {
    	System.loadLibrary("hello-jni");
    }
   

2). 调用native方法:

String result = helloJNI();

6. 运行安装到ARM模拟器上

补充说明

1. JNIEXPORT ：

   在Jni编程中所有本地语言实现Jni接口的方法前面都有一个"JNIEXPORT",这个可以看做是Jni的一个标志，至今为止没发现它有什么特殊的用处。

2. JNICALL ：

   这个可以理解为Jni 和Call两个部分，和起来的意思就是 Jni调用XXX（后面的XXX就是JAVA的方法名）。

NDK集成开发流程(Eclipse)

基本流程

1. 安装配置NDK
2. 将NDK关联到eclipse
3. 为当前应用自动生成c文件和mk文件
4. 定义naitve方法
5. 实现native方法对应的JNI函数
6. 一键编译生成so文件
7. 加载动态库, 并调用native方法
8. 运行应用安装到ARM模拟器上

详细流程

1. 安装配置NDK

   1). 解压NDK的zip包到非中文目录

   2). 配置path : 解压后NDK的根目录----->ndk-build

2. 将NDK关联到eclipse

   Window–>Preferences–>Android–>NDK–>配置NDK的根目录

3. 为当前应用自动生成c文件和mk文件

   1). 选中当前应用右键–>Android Tools–>Add Native Support

   2). 将生成的.cpp文件改为.c文件

   3). 修改mk文件: 将.cpp改为.c

4. 配置关联jni.h (见"配置关联jni.h文件"截图)

   1). 选中当前应用右键–>Properties–>C/C++ General–>Paths and Symbols

   2). 选择add–>选择File System–>选择文件夹android-ndk-r9\platforms\android-18\arch-arm\usr\include

   3). 点击ok–>点击apply

5. 定义naitve方法

   public native String helloNDK();

6. 实现native方法对应的JNI函数

   1). 使用javah命令, 生成JNI头文件, 将其复制到jni文件下

   2). 在c文件中实现h文件中的函数声明

   3). 利用* 的NewStringUTF()函数, 返回字符串

7. 一锤编译生成so文件

   1). 使用工具栏中的"Build"工具点击锤子按钮生成

   2). 文件路径: /libs/armeabi/libNDKTest.so

8. 加载动态库, 并调用native方法

static {

		System.loadLibrary("NDKTest");

	}

	String result = helloNDK();

9. 运行应用安装到ARM模拟器上

补充说明

1. 修改C函数, 不需要再单独编译生成so文件, 可直接运行安装

2. APK只是将so打包了, 本质并不需要jni文件夹下的相关文件

3. 多平台交叉编译
   1、 arm
   2、 intel
   3、 mips

4. Android.mk详细介绍

    	#必须定义好LOCAL_PATH变量。它用于在开发树中查找源文件
   
    	#宏函数’my-dir’,由编译系统提供，用于返回当前路径(包含c/c++文件)
   
    	LOCAL_PATH := $(call my-dir)
   
   
    	#清除除LOCAL_PATH之外的LOCAL_XXX变量
   
    	#CLEAR_VARS由编译系统提供
   
    	include $(CLEAR_VARS)
   
   
    	#以标识你在Android.mk文件中描述的每个模块。名称必须是唯一的
   
    	#编译会产生的链接库文件(lib+名称+.so): libtest2-jni.so
   
    	LOCAL_MODULE := test2-jni
   
   
    	#指定将要编译打包进模块中的C或C++源代码文件
   
    	#如果有多个, 以空格隔开
   
    	LOCAL_SRC_FILES := test2.c
   
   
    	#编译生成动态库(也就是.so文件)
   
    	include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
   
   
    	#编译生成静态库(也就是.a文件)
   
    	#include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)
   

重要配置

1. 编写Android.mk
   

2. 配置关联jni.h文件
   

3. 编写Application.mk
   

NDK集成开发流程(AS)

详细流程

1. 安装配置NDK
   1).
   https://github.com/inferjay/AndroidDevTools
   根据自己的系统选择
   

   2). 解压NDK的zip包到非中文目录

   注意文件夹名字不能有空格

   3). 配置Path环境变量 : 解压后NDK的根目录----->ndk-build
   
   
   然后点击环境变量（建议配置在上面 用户变量，因为如果配置在系统变量的话，如果有一天你删除了系统变量的，那么会导致系统用不了，如果配置在用户变量，要进行删除时，如果用不了，只用重新创建一个用户就可以了，电脑还是可以使用。）
   
   配置Path的原因就是可以通过cmd操作命令

   如果没有配置Path，不会弹出下面的信息，它会说命令没有被找到

2. 给AS配置关联NDK

   1). local.properties中添加配置

    ndk.dir=G\:\\android-ndk-r10（=号后面为ndk的解压路径）
   

2). gradle.properties中添加配置

兼容老的ndk（老的版本）：android.useDeprecatedNdk=true

	android.useDeprecatedNdk=true

4. 编写native方法:

	public class JNIS {

    	public native String helloJNI();

	}

4. 定义对应的JNI

   1). 在main下创建jni文件夹

   2). 生成native方法对应的JNI函数声明头文件: 命令窗口中, 进入java文件夹

    	执行命令: javah com.atguigu.jnitests2.JNIS
   
    	生成头文件: com_atguigu_jnitests2_JNIS.h
   
    	函数声明: JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_atguigu_jnitests2_JNIS_helloJNI(JNIEnv *, jobject);
   

   3). 将生成的头文件转移到jni文件夹下

   4). 在jni下定义对应的函数文件: test.c

    #include "com_atguigu_jnitests2_JNIS.h"
   
    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_atguigu_jnitests2_JNIS_helloJNI
   
    (JNIEnv * env, jobject jobj) {
   
    	return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from C");
   
    }
   

   5). 在jni文件夹下创建一个空的C文件: empty.c

    说明: 这是AS的bug, 必须至少2个C文件才能通过编译
   

5. 指定编译的不同CPU

    defaultConfig {
   
    	ndk{
   
    	moduleName "HelloJni" //so文件: lib+moduleName+.so
   
    	abiFilters "armeabi", "armeabi-v7a", "x86" //cpu的类型
   
    	}
   
    }
   

6. 编译生成不同平台下的动态链接文件

   1). 执行rebuild, 生成so文件

   2). so文件目录: build\intermediates\ndk\debug\lib…

7. 调用native方法:

   1). 在native方法所在的类中加载so文件

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

   2). 在Activity中调用native方法:

    	String result = new JNIS().helloJNI();
   
    Log.e("TAG", "result="+result);
   

JNI与NDK的开发准备

NDK集成开发流程(AS)

详细流程

1. 安装配置NDK
   1).
   https://github.com/inferjay/AndroidDevTools
   根据自己的系统选择
   

   2). 解压NDK的zip包到非中文目录

   注意文件夹名字不能有空格

   3). 配置Path环境变量 : 解压后NDK的根目录----->ndk-build
   
   
   然后点击环境变量（建议配置在上面 用户变量，因为如果配置在系统变量的话，如果有一天你删除了系统变量的，那么会导致系统用不了，如果配置在用户变量，要进行删除时，如果用不了，只用重新创建一个用户就可以了，电脑还是可以使用。）
   
   配置Path的原因就是可以通过cmd操作命令

   如果没有配置Path，不会弹出下面的信息，它会说命令没有被找到

2. 给AS配置关联NDK

   1). local.properties中添加配置

    ndk.dir=G\:\\android-ndk-r10（=号后面为ndk的解压路径）
   

2). gradle.properties中添加配置

兼容老的ndk（老的版本）：android.useDeprecatedNdk=true

	android.useDeprecatedNdk=true

4. 编写native方法:

	public class JNIS {

    	public native String helloJNI();

	}

4. 定义对应的JNI

   1). 在main下创建jni文件夹

   2). 生成native方法对应的JNI函数声明头文件: 命令窗口中, 进入java文件夹

    	执行命令: javah com.atguigu.jnitests2.JNIS
   
    	生成头文件: com_atguigu_jnitests2_JNIS.h
   
    	函数声明: JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_atguigu_jnitests2_JNIS_helloJNI(JNIEnv *, jobject);
   

   3). 将生成的头文件转移到jni文件夹下

   4). 在jni下定义对应的函数文件: test.c

    #include "com_atguigu_jnitests2_JNIS.h"
   
    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_atguigu_jnitests2_JNIS_helloJNI
   
    (JNIEnv * env, jobject jobj) {
   
    	return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from C");
   
    }
   

   5). 在jni文件夹下创建一个空的C文件: empty.c

    说明: 这是AS的bug, 必须至少2个C文件才能通过编译
   

5. 指定编译的不同CPU

    defaultConfig {
   
    	ndk{
   
    	moduleName "HelloJni" //so文件: lib+moduleName+.so
   
    	abiFilters "armeabi", "armeabi-v7a", "x86" //cpu的类型
   
    	}
   
    }
   

6. 编译生成不同平台下的动态链接文件

   1). 执行rebuild, 生成so文件

   2). so文件目录: build\intermediates\ndk\debug\lib…

7. 调用native方法:

   1). 在native方法所在的类中加载so文件

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

   2). 在Activity中调用native方法:

    	String result = new JNIS().helloJNI();
   
    Log.e("TAG", "result="+result);
   

上节讲到JDK安装及配置（上一篇JDK安装及配置文章点此观看）
下节讲到eclipse集成开发环境搭建（点此链接直接观看下一篇文章），这节我们接着讲SDK与NDK的环境配置
有需要工具包相关书籍的朋友们请看到文章最后哦，现在进入今天的重点。

SDK环境配置

今天我们要学习一款工具包的配置。

OK，错了，是这张，安卓开发者的工具包，SDK就是 Software Development Kit的缩写。

1、sdk工具下载

推荐同学们使用教程中提供的sdk工具包，该工具包进行了相应的优 化，压缩包比较小。同时，工具包和老师的一致，方便跟着老师教程进行操作（需要工具包文末联系我）。

2、环境配置

把下载好的sdk压缩包进行解压，解压完成后选中“sdk”文件夹， 双击打开。

（1）打开sdk目录下的platrorm-tools文件夹，复制它的路径。

（2）紧接着打开我们电脑的环境变量，具体操作，老师在这里再演示一遍，点击“此电脑”或者“计算机”的图标右键打开属性界面，然 后点击“高级系统设置”弹出对话框。

（3）点击下方的“环境变量”弹出对话框。

（4）在弹出的对话框中直接点击“系统变量”里的的Path变量。

（5）紧接着点击“新建”按钮，添加刚刚复制的第一个路径。再次点击 “新建”按钮添加另外一个路径“…sdk\tools”， 配置完成后一 路点击“确定”按钮，完成sdk环境配置。

接下来我们要验证SDK环境是否配置成功呢。

（7）同时按住win键，也就是键盘上四个方格的键，再按住我们的R 键，记住是同时按住，这样的话呢，就打开了我们的运行窗口了。

紧接着输入“cmd”命令按回车键，进入命令窗口。


然后输入“adb”命令，按Enter回车键验证是否配置成功，如果出现adb相关的命令就证明我们配置成功。

（8）如果同学们使用的win7系统，需要参考一下win7中的JDK环境配 置，流程是一样的，将sdk目录下的platform-tools和tools两 个子目录添加到系统环境变量。

注：添加的分号是英文状态下的分号，此时记得将输入法切 换为英文状态。

（环境配置时一些注意事项需要重复两到三遍）

总结：
1、配置sdk环境时需要添加sdk目录下的platform-tools和tools两个子目录。
2、在配置sdk环境变量时一定要输入英文状态下的分号

NDK环境配置

Android NDK 是在SDK前面又加上了“原生”二字，即 Native Development Kit，因此又被Google称为“NDK”。
众所周知，Android程序运行在Dalvik虚拟机中，NDK允许用户 使用类似C/C++之类的原生代码语言执行部分程序。
1、NDK工具下载
推荐同学们使用教程中提供的NDK工具包。工具包和老师的一致， 方便跟着老师教程进行操作。
2、环境配置
把下载好的NDK压缩包进行解压，解压完成后选中
“android-ndk-r13b”文件夹，双击打开。复制红色箭头指向的文件 夹路径添加到系统环境变量Path。

注意：该路径 中不能存在中文和空格，可以把解压后的文件夹放在D盘下面。

（1）接下来，我们还是将电脑的环境变量打开，操作步骤和SDK的操作如出一辙。首先点击“此电脑”或者“计算机”的图标右键打开属性界面，然后点击“高级系统设置”弹出对话框。

（2）点击下方的“环境变量”弹出对话框。

（3）在弹出的对话框中直接点击“系统变量”里的的Path变量。

（4）紧接着点击“新建”按钮，添加刚刚复制的路径，配置完成后一 路点击“确定”按钮，完成NDK环境配置。

（7）同时按住win键，也就是键盘上四个方格的键，再按住我们的R 键，记住是同时按住，这样的话呢就打开了我们的运行窗口了。

紧接着输入“cmd”命令按回车键，进入命令窗口。


然后输入“ndk-build”命令，按Enter回车键验证是否配置成 功，如果出现与NDK有关的信息呢，就证明我们配置成功。

（8）如果同学们使用的win7系统，需要参考一下win7中的JDK环境配 置，流程是一样的，将“android-ndk-r13b”所在路径添加到系统 环境变量。

注：添加的分号是英文状态下的分号，此时记得将输入法切换为英 文状态。

（环境配置时一些注意事项需要重复两到三遍）
总结：
1、配置环境变量时需要把“android-ndk-r13b”文件夹的路径添加到 系统环境变量。
2、配置NDK环境时路径中一定不允许有中文和空格。
3、配置ndk输入分号时一定要使输入法为英文状态下
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感谢大家的陪伴，希望大家学有所获。 下节会讲到eclipse集成开发环境搭建