Android JNI(一)：JNI基础概念

本文讲述：
NDK和JNI是什么，JNI的原理，JNI开发流程的步骤，认识JNI相关的代码语法

名称概念
什么是NDK？
NDK 其中NDK的全拼是：Native Develop Kit。

Android NDK 就是一套工具集合，允许你使用C/C++语言来实现应用程序的部分功能。

大家都知道，Android 开发语言是Java，不过我们也知道，Android是基于Linux的，其核心库很多都是C/C++的，比如Webkit等。那么NDK的作用，就是Google为了提供给开发者一个在Java中调用C/C++代码的一个工作。NDK本身其实就是一个交叉工作链，包含了Android上的一些库文件，然后，NDK为了方便使用，提供了一些脚本，使得更容易的编译C/C++代码。总之，在Android的SDK之外，有一个工具就是NDK，用于进行C/C++的开发。一般情况，是用NDK工具把C/C++编译为.so文件，然后在Java中调用。

为什么要用NDK？
1、在平台之间移植其应用
2、重复使用现在库，或者提供其自己的库重复使用
3、在某些情况下提性能，特别是像游戏这种计算密集型应用
4、使用第三方库，现在许多第三方库都是由C/C++库编写的，比如Ffmpeg这样库。
5、不依赖于Dalvik Java虚拟机的设计
6、代码的保护。由于APK的Java层代码很容易被反编译，而C/C++库反编译难度大。

从上图这个Android系统框架来看，我们上层通过JNI来调用NDK层的，使用这个工具可以很方便的编写和调试JNI的代码。

什么是JNI?
JNI，全称为Java Native Interface，即Java本地接口。

通过JNI可以使得Java与C/C++机型交互。即可以在Java代码中调用C/C++等语言的代码或者在C/C++代码中调用Java代码。

JNI下一共涉及到三个角色：C/C++代码、本地方法接口类、Java层中具体业务类。

JNI简要流程

JNI原理
JNI开发流程的步骤：
第1步：在Java中先声明一个native方法
第2步：编译Java源文件javac得到.class文件
第3步：通过javah -jni命令导出JNI的.h头文件
第4步：使用Java需要交互的本地代码，实现在Java中声明的Native方法（如果Java需要与C++交互，那么就用C++实现Java的Native方法。）
第5步：将本地代码编译成动态库(Windows系统下是.dll文件，如果是Linux系统下是.so文件，如果是Mac系统下是.jnilib)
第6步：通过Java命令执行Java程序，最终实现Java调用本地代码。

JNI结构

这张JNI函数表的组成就像C++的虚函数表。虚拟机可以运行多张函数表，举例来说，一张调试函数表，另一张是调用函数表。JNI接口指针仅在当前线程中起作用。这意味着指针不能从一个线程进入另一个线程。然而，可以在不同的线程调用本地方法。

基本概念

Java语言的执行环境是Java虚拟机(JVM)，JVM其实是主机环境中的一个进程，每个JVM虚拟机都在本地环境中有一个JavaVM结构体
1、JavaVM
JavaVM是Java虚拟机在JNI层的代表，JNI全局仅仅有一个JavaVM结构中封装了一些函数指针（或叫函数表结构），JavaVM中封装的这些函数指针主要是对JVM操作接口
2、JNIEnv
JNIEnv是一个线程相关的结构体，该结构体代表了Java在本线程的执行环境

JNIEnv的作用：

调用Java 函数：JNIEnv代表了Java执行环境，能够使用JNIEnv调用Java中的代码
操作Java代码：Java对象传入JNI层就是jobject对象，需要使用JNIEnv来操作

这个Java对象

JNIEnv和JavaVM的区别：
JavaVM：JavaVM是Java虚拟机在JNI层的代表，JNI全局仅仅有一个
JNIEnv：JavaVM 在线程中的代码，每个线程都有一个，JNI可能有非常多个JNIEnv；

JNI的命名规则
通过javah -jni命令导出JNI的.h头文件

示例代码

jdouble Java_com_example_hellojni_MainActivity_stringFromJNI (JNIEnv *env, jobject obj, jint i, jstring s)
{
     const char *str = (*env)->GetStringUTFChars(env, s, 0); 
     (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, s, str); 
     return 10;
}
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里面的方法入参，我们就依次来看下：
jdouble 是返回值类型
Java_com_example_hellojni 是包名
MainActivity 是类名
stringFromJNI 是方法名
其中JNIExport和JNICALL是不固定保留的关键字不要修改

*env：一个接口指针
obj：在本地方法中声明的对象引用
i和s：用于传递的参数
关于obj、i和s的类型大家可以参考下面的JNI数据类型，JNI有自己的原始数据类型和数据引用类型如下：

参考资料：

Android JNI(一)——NDK与JNI基础