Android框架之JNI

一、什么是JNI

在Android Framework 中，需要提供一种媒介或桥梁，将Java 层（上层）与C\C++层(底层)有机联系起来，使得他们相互协调，共同完成某些任务，充当该桥梁的就是Java本地接口JNI（Java Native Interface）。它允许Java代码与基于C/C++编写的应用程序和库进行交互操作。

二、什么情况下要用到JNI

1）注重处理速度

与本地代码C/C++相比，Java的代码执行速度要慢一些，如果对程序的执行速度有较高的要求，建议用C\C++编写代码，然后在Java中通过JNI调用基于C/C++编写的部分

2）硬件控制

为了更好地控制硬件，硬件代码通常用C语言编写，然后借助JNI将其与Java层连接起来，从而实现对硬件 的控制

3）既有C/C++代码的复用

在程序编写的过程中，常常有一些已经编写好的C/C++代码，既提高了编程效率，又确保了程序的安全性和健壮性。在复用这些C/C++代码时就要通过JNI来实现

三、JNI的基本原理

1、在Java中调用C库函数

在Java代码中通过JNI调用C函数的步骤如下：

第一步：编写Java代码

第二步：编译Java代码

第三步：生成C语言头文件

第四步：编写C代码

第五步：生成C共享库

第六步：运行Java程序

1）编写Java代码

要想在Java代码中通过JNI 调用C函数，首先在Java类中声明本地方法，本地方法仅在Java程序中进行声明，使用C/C++等本地语言来实现

<span style="font-size:14px;">class HelloJNI{//本地方法声明native void printHello();  native void printString(String str);//加载库static{System.loadLibrary("hellojni");}       public static void main(String args[])       {              HelloJNI myJNI = new HelloJNI();              //调用本地方法，即调用使用语言编写的JNI本地函数              myJNI.printHello();              myJNI.printString("Hello World from printSteing fun");       }}</span>

在Java中，使用native 关键字声明本地方法，该方法与用C/C++编写的JNI本地函数相对应。native关键字告知Java编译器，在Java代码中带有该关键字的方法只是申明，具体有C/C++等其他语言编写实现。如果去掉native关键字，代码编译时则会报错。

在上述代码中的Java类仅声明了两个本地方法，接着再调用System.loadLibrary() 方法，加载具体实现本地方法的C运行库

2）编译Java代码

上述代码用JDK编译生成HelloJNI.class 文件

3）生成C语言头文件

Java代码编写、编译完成后，将创建 hellojni.dll 运行库文件，具体实现HelloJNI类中声明的两个本地方法printHello()与printString()

在HellloJNI 类中声明了printHello() 本地防范后，就要在hellojni.dll 运行库总实现一个相同签名的printHello()函数

但是当在Java类中调用使用native 关键字声明的printHello()方法时，Java虚拟机并不是调用hellojni.dll 运行库中的printHello()函数，而是调用函数原型，如果直接编写好C代码然后编译生成hellojni.dll 文件，则程序运行时会产生 java.langUnsatistisfiedLinkError 错误

要想创建本地方法的映射C函数，就必须先生成函数原型，函数原型位于C/C++头文件中。只有生成了函数原型，Java 虚拟机才能把本地库相应的函数与Java 本地方法映射在一起。

Java 提供了javah 工具，它位于<JDK_HOME>\bin 目录下，用来生成包含函数原型的 C/C++  头文件，其使用方法如下：

javah <包含以native 关键字声明的方法的Java类名称> 如

javah HelloJNI//生成头文件HelloJNI.classHelloJNI.hHelloJNI.java

HelloJNI.h 中的函数内容如下

JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloJNI_printHello(JNIEnv *,jobject);JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloJNI_printString(JNIEnv *,jobject,jstring);

上述两个函数原型对应于Java代码中的本地方法，函数名称遵循 “Java_类名_本地方法名” 的命名规则，只要生成了这样的函数原型，Java虚拟机就能把本地库函数与Java本地方法正常连接在一起，而JNIEXPOER、JNICALL 都是JNI关键字，表示此函数要被 JNI 调用，函数原型中必须有这两个关键字。

函数原型中，带有两个默认参数，分别为JNIEnv * ，jobject，支持JNI的函数必须包含这两个共同参数，第一个JNIEnv * 是JNI接口的指针，用来调用JNI表中的各种JNI参数，第二个默认参数jobject也是JNI提供的Java本地类型，用来在C代码中访问Java对象；第二个函数原型第三个函数由函数native 方法中的参数决定，如：

printString（String str）——>   void Java——HelloJNI_printString(JNIEnv *,jobject,jstring)

HelloJNI.java   (声明)    <——>  HelloJNI.h ( 具体实现 )

4）编写C/C++代码

C函数原型生成之后，开始编写hellojni.c文件，具体实现JNI本地函数

5）生成C共享库

window环境下，用VS软件可编译C文件，生成  .dll  文件

6）运行Java 文件