使用Eclipse进行JNI开发

一、概述

最近公司的项目里新增了调用硬件的算法的需求，这两天研究了一下JNI开发，也走了很多弯路，在此总结一下。

在进行开发之前，先确保以下工作已完成：

1、Android SDK以及NDK的安装和环境变量配置

      1.1首先我们先了解一下NDK:

      虽然对于大部分移动应用开发者来说可能都不会怎么接触NDK，但是如果涉及到硬件操作的话就不得不使用NDK了。使用NDK还有另外一个原因，就是C/C++更接触底层效率比较高，因此我们可以把一些耗时操作放在NDK中实现。

      NDK全称：Native Development Kit。

 1、NDK是一系列工具的集合。

 * NDK提供了一系列的工具，帮助开发者快速开发C（或C++）的动态库，并能自动将so和java应用一起打包成apk，这些工具对开发者的帮助是巨大的。

* NDK集成了交叉编译器，并提供了相应的mk文件隔离平台、CPU、API等差异，开发人员只需要简单修改mk文件      （指出“哪些文件需要编译”、“编译特性要求”等），就可以创建出so。

* NDK可以自动地将so和Java应用一起打包，极大地减轻了开发人员的打包工作。

2、NDK提供了一份稳定、功能有限的API头文件声明。

Google明确声明该API是稳定的，在后续所有版本中都稳定支持当前发布的API。从该版本的NDK中看出，这些API      支持的功能非常有限，包含有：C标准库（libc）、标准数学库（libm）、压缩库（libz）、Log库（liblog）。

1.2 NDK环境变量配置

NDK下载地址：http://developer.android.com/ndk/downloads/index.html

下载完成后，解压到指定文件夹，再把NDK所在的目录路径添加到Path环境变量中，方便使用相关命令。

------------------------------------------完成以上准备工作，我们进入主题~------------------------------------------------------

首先我们了解一下JNI：

JNI是Java Native Interface的缩写，即Java本地调用。从Java1.1开始，JNI标准成为Java平台的一部分，它允许Java虚拟机（JVM）内部运行的Java代码能够与用其它编程语言(如 C、C++ 和汇编语言)编写的应用程序和库进行交互操作。

    开发环境：Windows7、Eclipse

    JNI实现步骤：

   1、编写带有native声明的方法的java类。

   2、使用javah+java类全类名生成.h文件。

   3、使用C/C++实现本地方法。

   4、将C/C++编写的文件生成动态连接库。

   5、编写Java调用代码、进行测试。

   下面我们按照上述步骤进行开发：

   1、编写带有native声明的方法的java类。

    创建Android Project：TestJNI，新建带有native声明的方法的TestJNI类，添加加载c库的代码，其中“testJNI”为so的文件名

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

   声明动态库中需要自定义的原生函数：

public native String getString();public native int getInt();

    2、使用javah+java全类名生成.h文件。

    我们都知道在Eclipse中新建类后，Eclipse会帮助我们在项目下自动建立去对应的class文件，位于项目目录下的\bin\classes中。头文件可以根据.class文件通过javah编译生成。

进入到工程下bin\classes目录下，执行cmd，输入：javah com.example.testjni.TestJNI

    就会在该目录下生成头文件即com_example_testjni_TestJNI.h，头文件中定义了与上层的访问接口Java_com_example_testjni_TestJNI_getString以及Java_com_example_testjni_TestJNI_getInt，方法名是按照”Java_包名_类名_方法名“来命名的，如下图：

     3、使用C/C++实现本地方法。

           3.1、处理JNI

           右击Project->Android Tools->Add Native Support，这里注意一点，如果没有添加NDK路径的话，就会无法到下面这一步，所以如果弹出的框出现这种提示：

我们进行一下添加NDK路径操作：Window->Preferences->Android->NDK，选择NDK所在的目录，点击OK即可。

添加好了NDK的路径，在此进行我们之前的操作，在弹出的框里输入so的文件名，也就是在TestJNI类中写的so文件名，注意这里要统一！切记！

完成后工程自动生成jni文件夹，jni文件夹下自动生成了testJNI.cpp以及Android.mk，如下图：

    3.3、将.h文件复制到jni目录下

    此时可能会出现如下报错：

Type '*****' could not be resolved

   这是由于jni.h没有导入，解决办法：
   Project Properties -> C/C++ General -> Path and Symbols选择include标签

   Add ->$Android_NDK_HOME/platforms/android-14/arch-arm/usr/include即可。

    3.3、编写C/C++（这里为C++代码）

#include <jni.h>extern "C"JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_testjni_TestJNI_getString  (JNIEnv *env, jobject obj){return env->NewStringUTF("HelloJNI!");}JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_testjni_TestJNI_getInt  (JNIEnv *env, jobject obj){return 1;}

JNIEXPORT、JNICALL 、JNIEnv和jobject都是JNI标准中所定义的类型或者宏，它们的含义如下：

JNIEXPORT和JNICALL：他们是JNI中所定义的宏，可以在jni.h这个头文件中查询到；

JNIEnv*：表示一个指向JNI环境的指针，可以通过它来访问JNI提供的接口方法。

jobject：表示Java对象中的this；

   注意：JNI调用C或者C++存在区别：

   1、JNI是由C语言定义接口的，JNI通过函数名找函数入口，执行函数里的内容。这和函数用什么语言生成的并没有关系。只要保证函数名称符合JNI的协议。而使用C++要注意的是C++默认生成的函数名称和你写在源文件中的名称并不相同，因为C++要处理函数重载，会在函数名称中加上参数信息，这称为name mangling。解决方法是定义函数时在前面加上extern "C"修饰，告诉编译器这函数要被C调用（当然，其实是JNI）。本质没有什么区别，一个是JNI调C，一个是JNI调C，C再掉C++,这样理解就简单了~

  2、在C的定义中,env是一个两级指针,而在C++的定义中,env是个一级指针
C形式需要对env指针进行双重deferencing，而且须将env作为第一个参数传给jni函数，举个简单的例子：

对于XXX.c：JNI 函数调用由“(*env)->”作前缀，目的是为了取出函数指针所引用的值。

return （*env）->NewStringUTF(env,"HelloJNI!");

对于XXX.cpp：JNIEnv 类拥有处理函数指针查找的内联成员函数。

return env->NewStringUTF("HelloJNI!");

可以发现，C或者C++的实现很类似，但是它们对env的操作方式有所不同，因此使用C和C++来实现同一个JNI方法，它们的区别主要集中在对env的操作上，其他都是类似的。   

4、将C/C++编写的文件生成动态连接库

            4.1、编写Android.mk文件以及Application.mk

            Android.mk 文件是Android 的 makefile文件，下面逐句解释

　　     LOCAL_PATH - 编译时的目录
　　     $(call 目录，目录….) 目录引入操作符
　　　 如该目录下有个文件夹名称 src，则可以这样写 $(call src)，那么就会得到 src 目录的完整路径
　　     include $(CLEAR_VARS) -清除之前的一些系统变量
　　     LOCAL_MODULE － 编译生成的目标对象即so的文件名
　　     LOCAL_SRC_FILES － 编译的源文件，C/C++文件
　　     LOCAL_C_INCLUDES － 需要包含的头文件目录
　　     LOCAL_SHARED_LIBRARIES － 链接时需要的外部库
　　     LOCAL_PRELINK_MODULE － 是否需要prelink处理 
　　     include$（BUILD_SHARED_LIBRARY） － 指明要编译成动态库
     如果想在多个平台下生成so文件，还需要添加Application.mk文件，如果没有该文件，则只会生成armeabi目录下的so文件。

     在jni目录下新建Application.mk文件，该文件内容很简单：

APP_ABI := all

即可在多平台下生成so文件。

           4.2、使用NDK编译生成so库

           进入到jni目录下，执行cmd，输入:

ndk-build

          如下图：

刷新Project，在libs目录下，生成多平台下的so文件，如下图：

     5、编写Java调用代码、进行测试。

TestJNI testJNI=new TestJNI();Log.e("TAG", testJNI.getString());

运行起来，打印出log信息，如下图：

至此就完成了使用Eclipse进行JNI开发~下篇将讲述使用Android Studio进行JNI开始，原理都差不多啦~