Android下使用JNI笔记

JNI简介

Java Native Interface (JNI)标准是java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI 是本地编程接口，它使得在 Java 虚拟机 (VM) 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。简而言之，JNI就是使得在Java或者Android中嵌入其他语言的接口，后面我们只提及嵌入c/c++的知识。

JNI的目的

1.保密性好。我们都知道apk文件没有采取相关措施的话很容易被反编译出来，这无论对Android程序员，还是企业的商业机密来说都是很忌讳。而采取JNI嵌入c/c++编译后的文件，使得被反编译的难度大大增加。
2.嵌入c/c++文件，使得程序运行效率高。由于java和Android都是很跑在VM上的，故相比与直接跑在真机上的c/c++效率会偏低。但是使用JNI必然会使得程序的复杂性大大增加，故开发时需要在两者之间找到平衡。

JNI的使用

1、环境的配置

1.1cygwin（仿Linux环境编译c/c++文件），用来编译文件。
下载地址：http://www.cygwin.com

下载完成后双击运行setup.exe，可以看到向导界面如下：

点击下一步，此时让你选择安装方式：
1）Install fromInternet：直接从Internet上下载并立即安装（安装完成后，下载好的安装文件并不会被删除，而是仍然被保留，以便下次再安装）。
2）Download WithoutInstalling：只是将安装文件下载到本地，但暂时不安装。
3）Install from Local Directory：不下载安装文件，直接从本地某个含有安装文件的目录进行安装。
选择第一项，点击下一步：

选择要安装的目录，注意，最好不要放到有中文和空格的目录里，似乎会造成安装出问题，其它选项不用变，之后点下一步：

上一步是选择安装cygwin的目录，这个是选择你下载的安装包所在的目录，默认是你运行setup.exe的目录（就是你下载的可执行文件setup.exe所在的目录），我放在了f:\download目录下，然后点击下一步。

此时你共有三种连接方式选择：

1）Direct Connection：直接连接。
2）Use IE5 Settings：使用IE的连接参数设置进行连接。

3）Use HTTP/FTP Proxy：使用HTTP或FTP代理服务器进行连接（需要输入服务器地址、端口号）。

用户可以根据自己的网络连接的实情情况进行选择，一般正常情况下，均选择第一种，也就是直接连接方式。然后再点击“下一步”，选择要下载的站点，然后点击下一步：

此时会出现一个要下载安装的组件包列表：

（或者是展开Devel，只下载里面有关于make，G++，GCC，GNU的文件）

点击下一步，进入安装过程：

安装完成后点击完成结束安装。
下面测试一下cygwin是不是已经安装好了：

运行cygwin，在弹出的命令行窗口输入：cygcheck -c cygwin命令，会打印出当前cygwin的版本和运行状态，如果status是ok的话，则cygwin运行正常。然后依次输入gcc –version，g++--version，make –version，gdb –version进行测试，如果都打印出版本信息和一些描述信息，cygwin就算是安装完成了。

1.2安装NDK
下载地址：
http://dl.google.com/android/ndk/android-ndk-r4-windows.zip
http://androidappdocs.appspot.com/sdk/ndk/index.html
http://developer.android.com/sdk/ndk/overview.html
设置NDK环境变量
首先找cygwin的安装目录，找到“home/<你的用户名>/.bash_profile”文件。
我的是D:/cygwin/home/Mr_Shen/.bash_profile，打开bash_profile文件，添加如下内容(根据具体的ndk安装目录，我的是D:\\Android\\android-ndk-r9)：
NDK=/cygdrive/d/Android/android-ndk-r9
export NDK

其中NDK这个名字是随便取的，为了方面以后使用方便，选个简短的名字，然后保存。运行cygwin，输入echo $NDK，如果输出上面配置的/cygdrive/d/Android/android-ndk-r9信息，则表明环境变量设置成功了。

2、代码实现

在项目中建立jni目录，并在目录里写Android.mk文件，.c源文件（或者.cpp，可能还有.h文件）如下图

Android.mk文件的实现

说明：我自己的看法是，有点类似批处理文件。Android.mk文件是一个实现make功能的文件，指定路径（固定格式），清除全局变量的缓存（固定格式），将编译出来的文件名，提供需要编译的文件名，按照动态库还是静态库的格式编译，这些都在这里事先规定了。

头文件的实现

源文件的实现

说明：这里需要注意的是返回类型jstring，这是JNI的数据类型，相当于Java中的string类型，另外还有jint,jlong,jchar，其转化的对应关系由头文件<jni.h>给出。这里谈谈个人的一些理解，这些类型的转化主要是在返回给java文件的时候用到，如上面的jstring；其他在h，c/cpp文件中保持原来的数据格式即可，例如上面的char*类型。
这个用于jni调用的函数的函数名格式固定，为“jni数据类型 Java_<包名>_<类名>_函数名”，其中“.”用“_”来代替。由上面的函数名可以知道，返回一个string类型的数据给java文件调用者，包名为“com.example.hellojni”，类名为“HelloJni”，函数名为“GetStr()”。

上述代码编写完成之后，开始编译运行，打开cygwin终端，并转到你的工程的目录下，下面是我的例子的一个截图：

然后运行编译命令:

$NDK/ndk-build（这里NDK变量是我们前面设置好的路径变量）

上述三行提示信息，表示已经成功编译并安装到你的项目中，有时eclipse并没有及时刷新，可以通过右键点击项目，选择refresh刷新项目，这时可以看到libs目录下多了个armeabi子文件夹，在该文件夹下就有我们编译生成的.so文件

Java文件的实现

首先在文件中声明方法，方法名前的关键字“native”不能缺失。本程序用的是静态导入库文件，即上图中的static以及其作用域里的代码。（也可以动态导入，直接在onClick方法里添加“System.loadLibrary(“stringFromJNI”)”这句代码即可）

运行程序，成功运行。

其他
1、用反编译文件测试

未用JNI时，源代码以及反编译出来的代码对比如下图：

可以看到源码暴露无遗。使用JNI，对比图如下：

被反编译出来的代码中找不到GetStr()方法的实现，唯一的办法就是找到libstringFromJNI.so文件并查看，但是该文件是一对二进制代码，要看懂表示压力很大。

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