详解Android JNI的基本使用（CMake）

简介

什么是JNI

JNI的全称是Java Native Interface：Java本地开发接口，它提供了若干的API实现了Java和其他语言的通信(主要是C和C++)，目的就是Java可以调用C或C++开发的函数，C或C++也能调用Java的方法。这样有很多有点，其一就是效率，C/C++是本地语言，比java更高效；其二就是可以复用已经存在的C/C++代码；其三是Java反编译比C语言容易，一般加密算法都是用C语言编写，不容易被反编译。

什么是NDK和CMake

NDK全称是Native Development Kit，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。NDK集成了交叉编译器，并提供了相应的mk文件隔离CPU、平台、ABI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。

CMake是一个比make更高级的编译配置工具，它可以根据不同平台、不同的编译器，生成相应的Makefile或者vcproj项目。
通过编写CMakeLists.txt，可以控制生成的Makefile，从而控制编译过程。CMake自动生成的Makefile不仅可以通过make命令构建项目生成目标文件，还支持安装（make install）、测试安装的程序是否能正确执行（make test，或者ctest）、生成当前平台的安装包（make package）、生成源码包（make package_source）、产生Dashboard显示数据并上传等高级功能，只要在CMakeLists.txt中简单配置，就可以完成很多复杂的功能，包括写测试用例。如果有嵌套目录，子目录下可以有自己的CMakeLists.txt。

使用流程

1、在java文件中创建本地方法
2、build项目后自动生成“.h”文件
3、创建.cpp文件，实现.h文件中的方法
4、配置Cmake文件，生成“.so”文件

笔者项目目录如下：

测试实例

public class MyJNI {
  private static final String TAG=MyJNI.class.getName();
  @Test
  public void test(){
    JNITest jniTest=new JNITest();
    Log.d(TAG,jniTest.nativeCalculate(2)+"");
  }
}

1、调用native方法nativeCalculate，传入参数2。
1、获取java对象number，初始值为0。
2、调用java方法javajavaCalculate，传入number值，获得返回值10。
3、将返回值加上参数2，返回，获得12。

最终效果如下：

创建本地方法

public class JNITest {

  private int number = 0;

  public int javaCalculate(int num){
    number=num+10;
    return number;
  }
  public native int nativeCalculate(int num);

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

自动生成“.h文件”

首先make Project，然后进入到app\build\intermediates\classes\debug目录下。

在终端输入命令javah com.example.xujiajia_sx.jnitest.JNITest（即带有native方法的类）

效果如下：

自动生成的“.h”文件如下，可以根据自己要求对其重命名或者增减内容。

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_example_xujiajia_sx_jnitest_JNITest */

#ifndef _Included_com_example_xujiajia_sx_jnitest_JNITest
#define _Included_com_example_xujiajia_sx_jnitest_JNITest
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:   com_example_xujiajia_sx_jnitest_JNITest
 * Method:  nativeCalculate
 * Signature: (I)I
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_xujiajia_1sx_jnitest_JNITest_nativeCalculate
 (JNIEnv *, jobject, jint);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

创建cpp文件实现native方法

笔者cpp文件如下：

#include "jni_test.h"

JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_example_xujiajia_1sx_jnitest_JNITest_nativeCalculate(JNIEnv *env, jobject obj,jint num) {
  //获取obj中对象的class对象
  jclass clazz = env->GetObjectClass(obj);
  //获取clazz中的number字段的id
  jfieldID id_number = env->GetFieldID(clazz, "number", "I");
  jmethodID id_java_calculate=env->GetMethodID(clazz, "javaCalculate", "(I)I");
  //次获取java中number的值
  jint number = env->GetIntField(obj, id_number);
  jint result=env->CallIntMethod(obj,id_java_calculate,number);

  env->SetIntField(obj,id_number,result+num);
  //再次获取java中number的值并返回
  return env->GetIntField(obj, id_number);
}

主要逻辑是获取到java中number的值，然后调用javaCalculate()方法，接着再加上这个native方法的参数num。

设置Cmake文件，生成”.so”文件

首先，在build.gradle中添加Cmake配置：

android {
  ...
  defaultConfig {
    ...
    externalNativeBuild {
      cmake {
        cppFlags ""
        //生成多个版本的so文件
        abiFilters 'armeabi','armeabi-v7a','x86'
      }
    }
  }
  buildTypes {
    ...
  }
  externalNativeBuild {
    cmake {
      path "CMakeLists.txt"
    }
  }
}

编写Cmake文件：

#CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

add_library( # Sets the name of the library.
    jni_test

    # Sets the library as a shared library.
    SHARED

    # Provides a relative path to your source file(s).
    src/main/jni/jni_test.cpp)

include_directories(src/main/jni/)

find_library( # Sets the name of the path variable.
    log-lib

    # Specifies the name of the NDK library that
    # you want CMake to locate.
    log )

target_link_libraries( # Specifies the target library.
      # 制定目标库.
      jni_test

      # Links the target library to the log library
      # included in the NDK.
      ${log-lib} )

配置完cmake，rebuild项目，即可以运行test。“.so”文件生成如下：

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