Android平臺(tái)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)課件：Android NDK編程

AndroidNDK編程10.1JNI概述10.2AndroidNDK編程10.3AndroidNDK編程案例

10.1JNI概述

JNI是JavaNativeInterface的縮寫(xiě)，中文為Java本地調(diào)用。從Java1.1開(kāi)始，JavaNativeInterface標(biāo)準(zhǔn)成為Java平臺(tái)的一部分，它允許Java代碼和其他語(yǔ)言(主要是C/C++)寫(xiě)的代碼進(jìn)行交互。因此我們可以這樣理解，JNI是Java語(yǔ)言提供的Java和C/C++?相互溝通的機(jī)制，是Java語(yǔ)言自己的特性，Java可以通過(guò)JNI調(diào)用本地的C/C++?代碼，本地的C/C++代碼也可以調(diào)用Java代碼。

Java通過(guò)JNI機(jī)制調(diào)用C/C++?代碼的一個(gè)關(guān)鍵性原因在于C/C++?代碼的高效性。類(lèi)似JNI機(jī)制的還有微軟.NetFramework上的p/invoke，可以讓C#或VisualBasic.Net調(diào)用C/C++的API，所以說(shuō)JNI和Android沒(méi)有關(guān)系。在PC上開(kāi)發(fā)Java的應(yīng)用，如果運(yùn)行在Windows平臺(tái)，使用JNI是經(jīng)常的，比如說(shuō)讀寫(xiě)Windows的注冊(cè)表。

10.1.1JNI機(jī)制的使用過(guò)程

(1)編寫(xiě)包含Native本地方法的Java類(lèi)；

(2)通過(guò)javah工具生成C/C++?語(yǔ)言的頭文件；

(3)使用C/C++?語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)頭文件；

(4)使用交叉編譯工具對(duì)C/C++?本地代碼進(jìn)行編譯，最后通過(guò)鏈接生成?*.so?可執(zhí)行的C/C++?庫(kù)；

(5)執(zhí)行Java代碼去和本地的C/C++?代碼互相溝通。

10.1.2使用JNI機(jī)制產(chǎn)生的副作用

一旦使用JNI，Java程序就喪失了Java平臺(tái)的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

(1)程序不再跨平臺(tái)。

(2)程序不再是絕對(duì)安全的，本地代碼的不當(dāng)使用可能導(dǎo)致整個(gè)程序崩潰。

10.1.3JNI機(jī)制的使用場(chǎng)合

應(yīng)用程序使用JNI會(huì)帶來(lái)一些副作用，因此當(dāng)著手準(zhǔn)備一個(gè)使用JNI的項(xiàng)目時(shí)，請(qǐng)確認(rèn)是否還有替代方案。下面給出的幾個(gè)方案，也可以達(dá)到與本地代碼進(jìn)行交互的效果：

(1)?Java程序和本地程序使用TCP/IP或者IPC進(jìn)行交互。

(2)當(dāng)用Java程序連接本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，使用JDBC提供的API。

(3)?Java程序可以使用分布式對(duì)象技術(shù)，如JavaIDLAPI。

下面這些場(chǎng)合中，JNI的使用無(wú)法避免：

(1)程序當(dāng)中用到了JavaAPI不提供的特殊系統(tǒng)環(huán)境才會(huì)有的特征，而跨進(jìn)程操作又不現(xiàn)實(shí)。

(2)訪(fǎng)問(wèn)一些已有的本地庫(kù)，但又不想付出跨進(jìn)程調(diào)用時(shí)的代價(jià)，如效率、內(nèi)存、數(shù)據(jù)傳遞方面。

(3)?Java程序當(dāng)中的一部分代碼對(duì)效率要求非常高，如算法計(jì)算，圖形渲染等。

10.2AndroidNDK編程

10.2.1AndroidNDK簡(jiǎn)介眾所周知，AndroidSDK基于Java實(shí)現(xiàn)，這意味著基于A(yíng)ndroidSDK進(jìn)行開(kāi)發(fā)的第三方應(yīng)用都必須使用Java語(yǔ)言。但這并不等同于“第三方應(yīng)用只能使用Java語(yǔ)言”。在A(yíng)ndroidSDK首次發(fā)布時(shí)，Google就宣稱(chēng)其虛擬機(jī)Dalvik支持JNI編程方式，也就是第三方應(yīng)用完全可以通過(guò)JNI調(diào)用自己的C動(dòng)態(tài)庫(kù)，即在A(yíng)ndroid平臺(tái)上，“Java語(yǔ)言+C語(yǔ)言”的編程方式是一直都可以實(shí)現(xiàn)的。

10.2.2AndroidNDK使用的原因

在A(yíng)ndroid項(xiàng)目中使用NDK工具集調(diào)用C/C++程序的原因有很多，總結(jié)下來(lái)主要有以下幾點(diǎn)：

(1)提高程序的執(zhí)行效率。將要求高性能的應(yīng)用邏輯使用C/C++開(kāi)發(fā)，從而提高應(yīng)用程序的執(zhí)行效率。

(2)可以方便地使用現(xiàn)存的開(kāi)源庫(kù)。大部分現(xiàn)存的開(kāi)源庫(kù)都是用C/C++代碼編寫(xiě)的。

(3)代碼的保護(hù)。由于apk的Java層代碼很容易被反編譯，而C/C++庫(kù)反編譯難度較大。

(4)便于移植。用C/C++編寫(xiě)的庫(kù)可以方便在其他的嵌入式平臺(tái)上再次使用。

10.2.3AndroidNDK開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建

打開(kāi)“開(kāi)發(fā)所需工具”文件夾，打開(kāi)android-ndk-r9d-windows-x86_64.zip，將其解壓到任意目錄下(解壓路徑中盡可能不要包含中文路徑，以免出現(xiàn)不可預(yù)知的錯(cuò)誤，NDK也可以去官方網(wǎng)站下載)。

創(chuàng)建一個(gè)安卓項(xiàng)目，創(chuàng)建完成以后，在項(xiàng)目中新建一個(gè)文件夾，該文件夾和src文件夾是同級(jí)別的，名字為jni，如圖10-1所示。圖10-1jni文件夾的位置

創(chuàng)建好jni文件夾以后，在里面創(chuàng)建一個(gè)文件，hello.c，這是一個(gè)C語(yǔ)言文件，文件代碼如下：

函數(shù)的名字Java_com_example_ndk_MainActivity_sayHelloWorld有很?chē)?yán)格的格式要求。開(kāi)頭必須是Java_，然后是Activity所在的包名，上下層包之間使用_分隔(在Java中使用.)，包名之后是Activity的名字，最后是方法的名字。

Android.mk文件的內(nèi)容如下：

現(xiàn)在，就開(kāi)始編譯hello.c這個(gè)文件，將其編譯為.so的庫(kù)文件。編譯過(guò)程如下：

打開(kāi)命令窗口，進(jìn)入到項(xiàng)目所的根目錄下。如本節(jié)項(xiàng)目存放在D:\spaces\NDK，則在命令窗口中輸入d:回車(chē)，cdspaces回車(chē)，cdNDK回車(chē)。

這時(shí)候，就切換到了NDK這個(gè)目錄下。在該目錄下輸入ndk-build，會(huì)有如圖10-2的提示：圖10-2NDK編譯界面

10.3AndroidNDK編程案例

本案例實(shí)現(xiàn)一個(gè)計(jì)算器的功能，但計(jì)算器中的加減乘除功能都調(diào)用C語(yǔ)言方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先創(chuàng)建項(xiàng)目的主界面，如圖10-3所示。圖10-3計(jì)算器項(xiàng)目主界面

設(shè)置MainActivity中的代碼：

完成MainActivity中的方法以后，要