1. 根本概念

JNI(Java Native Interface,JAVA 原生接口)。JNI 是本地编程接口，它使得在 Java 虚拟机 (VM) 内部运行的 Java 代码能够与用其它编程言语（如 C、C++ 和汇编言语）编写的运用程序和库进行互操作。浅显一点讲就是在 Java 代码里调用 C/C++ 等言语的代码或 C/C++ 代码调用 Java 代码。

JNI 技能在 Android 范畴有大量的运用：

Java 程序能够通过 JNI 操作硬件
音视频处理，数学运算，实时烘托等范畴相关的库根本都运用 C/C++ 编写，咱们能够运用 JNI 技能来调用这些库，而不必运用 Java 来重写
比较 C/C++，Java 更容易被反编译，一些和安全相关的代码，咱们能够运用 C/C++ 来编写，让后运用 JNI 技能调用

JNI 技能的运用当然不止以上罗列的比如，更多的运用办法等待咱们的进一步探索。

2. HelloWorld 实战

接下来咱们通过一个简单的示例程序，快速地把握 JNI 的根本运用。

首要编译一个 Java 文件： HelloJNI.java

public class HelloJNI {
   static {
      System.loadLibrary("hello"); 
   }
   private native void sayHello();
   public static void main(String[] args) {
      new HelloJNI().sayHello(); 
   }
}

接着生成 C/C++ 头文件 HelloJNI.h

javac -h . HelloJNI.java

该指令会生成一个 HelloJNI.h，这个头文件描述了咱们需求完结的函数。

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class HelloJNI */
#ifndef _Included_HelloJNI
#define _Included_HelloJNI
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     HelloJNI
 * Method:    sayHello
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloJNI_sayHello(JNIEnv *, jobject);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

生成的函数中有两个参数：
- JNIEnv：JNIEnv 内部供给了许多函数，便利咱们进行 JNI 编程。
  
  C 代码中，JNIEnv 是指向 JNINativeInterface 结构的指针，为了拜访任何一个 JNI 函数，该指针需求首要被解引证。因为 C 代码中的 JNI 函数不了解当时的 JNI 环境, JNIEnv 实例应该作为第一个参数传递给每一个 JNI 函数调用调用者，调用格式如下:
```
(*env)->NewStringUTF(env,"Hello from JNI !");
```
  在 C++ 代码中，JNIEnv 实际上是 C++ 类实例，JNI 函数以成员函数的形式存在，因而 JNI 函数调用不要求 JNIEnv 实例作参数。在 C++ 中，完结同样功用的调用代码格式如下:
```
env->NewstringUTF ( "Hello from JNI ! ");
```
jobject: 指向 “this” 的 Java 对象
假如 java 中的 native 函数是 static 的，那第二个参数是 jclass，代表了 java 中的 Class 类。
extern “C” 告诉 C++ 编译器以 C 的办法来编译这个函数，以便利其他 C 程序链接和拜访该函数。C 和 C++ 有着不同的命名协议，因为 C++ 支持函数重载，用了不同的命名协议来处理重载的函数。在 C 中函数是通过函数名来辨认的，而在 C++ 中，因为存在函数的重载问题，函数的辨认办法通过函数名，函数的回来类型，函数参数列表三者组合来完结的。因而两个相同的函数，经过C，C++编绎后会产生完全不同的姓名。所以，假如把一个用 C 编绎器编绎的目标代码和一个用 C++ 编绎器编绎的目标代码进行链接，就会出现链接失败的过错。

JNIEXPORT、JNICALL 两个宏在 linux 渠道的界说如下：

//该声明的作用是确保在本动态库中声明的办法 , 能够在其他项目中能够被调用
#define JNIEXPORT  __attribute__ ((visibility ("default")))
//一个空界说
#define JNICALL

接着咱们来完结详细的 C 程序 HelloJNI.c

#include "HelloJNI.h"
#include <stdio.h>
#include <jni.h>
//办法名要和 Java 层包名对应上
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_HelloJNI_sayHello(JNIEnv *env, jobject obj)
{
    return (*env)->NewStringUTF(env,"Hello from JNI !");
}

编译和履行（需求装备好 JAVA_HOME 环境变量）：

gcc -fpic -I"$JAVA_HOME/include" -I"$JAVA_HOME/include/linux" -shared -o libhello.so HelloJNI.c
java -Djava.library.path=. HelloJNI

至此，一个简单的 demo 就完结了。

3. 动态注册

以上运用 JNI 的办法称为静态注册，还有一种办法叫动态注册，咱们接下来看个动态注册的比如吧

java层： com/example/ndk/NativeTest.java

package com.example.ndk;
public class NativeTest {
    static {
      System.loadLibrary("nativetest"); 
    }
    public native void init();
    public native void init(int age);
    public native boolean init(String name);
    public native void update();
}

C 层的完结首要有三步：

完结 java 层本地办法
构建一个 JNINativeMethod 类型的数组
注册本地函数

NativeTest.c :

#include <jni.h>
#include <stdio.h>
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
//1 完结 java 层本地办法
JNIEXPORT void JNICALL
c_init1(JNIEnv *env, jobject thiz) {
     printf("c_init1\n");
}
JNIEXPORT void JNICALL
c_init2(JNIEnv *env, jobject thiz, jint age) {
    printf("c_init2\n");
}
JNIEXPORT jboolean JNICALL
c_init3(JNIEnv *env, jobject thiz, jstring name) {
    printf("c_init3\n");
}
JNIEXPORT void JNICALL
c_update(JNIEnv *env, jobject thiz) {
    printf("c_update\n");
}
#ifdef __cplusplus
}
#endif
// typedef struct {
// 	//Java层native办法称号
//    const char* name;
// 	//办法签名
//    const char* signature;
// 	//native层办法指针
//    void*       fnPtr;
// } JNINativeMethod;
//2 构建 JNINativeMethod 数组
//中心的办法签名看上去有点奇怪，后边咱们来讲它的命名规矩
static JNINativeMethod methods[] = {
        {"init", "()V", (void *)c_init1},
        {"init", "(I)V", (void *)c_init2},
        {"init", "(Ljava/lang/String;)Z", (void *)c_init3},
        {"update", "()V", (void *)c_update},
};
/**
 * 3 完结动态注册的进口函数
 *  其内容根本固定
 */ 
JNIEXPORT jint JNICALL
JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved) {
    JNIEnv *env = NULL;
    jint result = -1;
    // 获取JNI env变量
    if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) {
        // 失败回来-1
        return result;
    }
    // 获取native办法地点类
    const char* className = "com/example/ndk/NativeTest";
    jclass clazz = env->FindClass(className);
    if (clazz == NULL) {
        return result;
    }
    // 动态注册native办法
    if (env->RegisterNatives(clazz, methods, sizeof(methods) / sizeof(methods[0])) < 0) {
        return result;
    }
    // 回来成功
    result = JNI_VERSION_1_6;
    return result;
}

JNINativeMethod 第二个成员变量是办法签名，它的组成规矩为：

(参数类型标识1参数类型标识2…参数类型标识n)回来值类型标识

其间的类型标识如下图所示：

类型标识	Java数据类型
Z	boolean
B	byte
C	char
S	short
I	int
J	long
F	float
D	double
L包名/类名;	各种引证类型
V	void

编译和履行：

cd com/example/ndk
javac NativeTest.java
#回到项目根目录
cd -
g++ -fpic -I"$JAVA_HOME/include" -I"$JAVA_HOME/include/linux" -shared -o libnativetest.so NativeTest.c
java -Djava.library.path=. com.example.ndk.NativeTest

参考资料

JNI/NDK入门攻略之正确姿态了解JNI和NDK
JNI 简明教程之手把手教你入门
cross-compiling-for-android-with-the-ndk
Android 官方cmake文档
JNI/NDK开发攻略
关于 C++ 中的 extern “C”

关于

我叫阿豪，2015 年本科毕业于国防科技大学指挥自动化专业，毕业后，从事信息化装备的研制作业。首要研究方向为 Android Framework 与 Linux Kernel，2023年春节后开端做 Android Framework 相关的技能共享。

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JNI 编程上手指南之 HelloWorld 实战

1. 根本概念

2. HelloWorld 实战

3. 动态注册

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