Android(安卓)NDK Hello + JNI 与 NDK区别

Android应用程序访问android的根文件系统中的文件时，由于应用程序的权限限制，无法访问这些文件，怎么办？

这时就要用到NDK编程了，既用C/C++代码实现访问系统文件，并将其生成本地库，供android中的java代码调用，这样就可以在java代码中通过调用C/C++编写的库的接口来实现对系统文件的访问。

为何要用到NDK?

概括来说主要分为以下几种情况：

1. 代码的保护，由于apk的java层代码很容易被反编译，而C/C++库反汇难度较大。

2. 在NDK中调用第三方C/C++库，因为大部分的开源库都是用C/C++代码编写的。

3. 便于移植，用C/C++写得库可以方便在其他的嵌入式平台上再次使用。

Android NDK 入门

入门的最好办法就是学习Android自带的例子，这里就通过学习Android的NDK自带的demo程序 —— hello-jni

一、开发环境搭建

NDK开发需要在linux下进行，因为把C/C++编写的代码生成能在ARM上运行的.so文件，需要用到交叉编译环境，而交叉编译需要在linux系统下才能完成。
安装 android-ndk 开发包，这个开发包可以在google android 官网下载，通过这个开发包的工具才能将android jni 的C/C++的代码编译成库
Android应用程序开发环境：包括eclipse、java、 android sdk、 adt等，配置安装详见Windows 和Ubuntu

下载android-ndk：NDK

安装android-ndk：tar jxvf android-ndk-r8b-linux-x86.tar.bz2

配置android-ndk：

sudo vi /etc/profile

export JAVA_HOME=/home/homer/eclipse/jdk1.7.0_05
export JRE_HOME=/home/homer/eclipse/jdk1.7.0_05/jre
export NDK_HOME=/home/homer/android-ndk-r8b
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib:$JRE_HOME/lib:$CLASSPATH
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$JRE_HOME/bin:$NDK_HOME:$PATH

source/etc/profile

验证配置是否成功：

ndk-build -v

弹出如下版本信息：

GNU Make 3.81
Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.
There is NO warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A
PARTICULAR PURPOSE.

This program built for x86_64-unknown-linux-gnu

配置成功！

二、代码编写

1. 首先是写java代码

建立一个Android应用工程HelloJni，创建HelloJni.java文件：

HelloJni.java :

/* * Copyright (C) 2009 The Android Open Source Project * * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); * you may not use this file except in compliance with the License. * You may obtain a copy of the License at * *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 * * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. * See the License for the specific language governing permissions and * limitations under the License. */package com.example.hellojni;import android.app.Activity;import android.widget.TextView;import android.os.Bundle;public class HelloJni extends Activity{    /** Called when the activity is first created. */    @Override    public void onCreate(Bundle savedInstanceState)    {        super.onCreate(savedInstanceState);        /* Create a TextView and set its content.         * the text is retrieved by calling a native         * function.         */        TextView  tv = new TextView(this);        tv.setText( stringFromJNI() );        setContentView(tv);    }    /* A native method that is implemented by the     * 'hello-jni' native library, which is packaged     * with this application.     */    public native String  stringFromJNI();    /* This is another native method declaration that is *not*     * implemented by 'hello-jni'. This is simply to show that     * you can declare as many native methods in your Java code     * as you want, their implementation is searched in the     * currently loaded native libraries only the first time     * you call them.     *     * Trying to call this function will result in a     * java.lang.UnsatisfiedLinkError exception !     */    public native String  unimplementedStringFromJNI();    /* this is used to load the 'hello-jni' library on application     * startup. The library has already been unpacked into     * /data/data/com.example.HelloJni/lib/libhello-jni.so at     * installation time by the package manager.     */    static {        System.loadLibrary("hello-jni");    }}

这段代码很简单，注释也很清晰，这里只提两点：:

static{
System.loadLibrary("hello-jni");
}

表明程序开始运行的时候会加载hello-jni, static区声明的代码会先于onCreate方法执行。如果你的程序中有多个类，而且如果HelloJni这个类不是你应用程序的入口，那么hello-jni（完整的名字是libhello-jni.so）这个库会在第一次使用HelloJni这个类的时候加载。

public native String stringFromJNI();
public native String unimplementedStringFromJNI();

可以看到这两个方法的声明中有 native 关键字，这个关键字表示这两个方法是本地方法，也就是说这两个方法是通过本地代码（C/C++）实现的，在java代码中仅仅是声明。

用eclipse编译该工程，生成相应的.class文件，这步必须在下一步之前完成，因为生成.h文件需要用到相应的.class文件，其目录在bin/classes/目录下。

2. 编写相应的C/C++代码

刚开始学的时候，有个问题会让人很困惑，相应的C/C++代码如何编写，函数名如何定义？这里讲一个方法，利用javah这个工具生成相应的.h文件，然后根据这个.h文件编写相应的C/C++代码。

2.1 生成相应.h文件：

就拿我这的环境来说，首先在终端下进入刚刚建立的HelloJni工程的目录：

abc@ubuntu:~$ cd workspace/android/NDK/hello-jni/

ls查看工程文件

abc@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ ls
AndroidManifest.xml assets bin default.properties gen res src

可以看到目前仅仅有几个标准的android应用程序的文件（夹）。

首先我们在工程目录下建立一个jni文件夹：

abc@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$mkdir jni
abc@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ ls
AndroidManifest.xml assets bin default.properties gen jnires src

下面就可以生成相应的.h文件了：

abc@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$javah -classpath /home/homer/android-sdk-linux/platforms/android-3/android.jar:bin/classes-d jnicom.example.hellojni.HelloJni

-classpath bin/classes：表示当前类的路径，/home/homer/android-sdk-linux/platforms/android-3/android.jar是android sdk包（因为引用了Activity等android类）

-d jni: 表示生成的头文件存放的目录

com.example.hellojni.HelloJni 则是完整类名，

这一步的成功要建立在已经在 bin/classes/com/example/hellojni/ 目录下生成了 HelloJni.class的基础之上

现在可以看到jni目录下多了个.h文件：

abc@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ cd jni/
abc@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni/jni$ ls
com_example_hellojni_HelloJni.h

我们来看看com_example_hellojni_HelloJni.h的内容：

com_example_hellojni_HelloJni.h :

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */#include <jni.h>/* Header for class com_example_hellojni_HelloJni */#ifndef _Included_com_example_hellojni_HelloJni#define _Included_com_example_hellojni_HelloJni#ifdef __cplusplusextern "C" {#endif/* * Class:     com_example_hellojni_HelloJni * Method:    stringFromJNI * Signature: ()Ljava/lang/String; */JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI  (JNIEnv *, jobject);/* * Class:     com_example_hellojni_HelloJni * Method:    unimplementedStringFromJNI * Signature: ()Ljava/lang/String; */JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_hellojni_HelloJni_unimplementedStringFromJNI  (JNIEnv *, jobject);#ifdef __cplusplus}#endif#endif

上面代码中的JNIEXPORT 和 JNICALL 是jni的宏，在android的jni中不需要，当然写上去也不会有错。

从上面的源码中可以看出这个函数名那是相当的长啊。。。。不过还是很有规律的，完全按照：java_pacakege_class_mathod 形式来命名。

也就是说：

Hello.java中 stringFromJNI() 方法对应于 C/C++中的 Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI() 方法

HelloJni.java中的 unimplementedStringFromJNI() 方法对应于 C/C++中的 Java_com_example_hellojni_HelloJni_unimplementedStringFromJNI() 方法

注意下其中的注释：

Signature: ()Ljava/lang/String;

()Ljava/lang/String;

()表示函数的参数为空（这里为空是指除了JNIEnv *, jobject 这两个参数之外没有其他参数，（JNIEnv*, jobject）是所有jni函数必有的两个参数，分别表示jni环境和对应的java类（或对象）本身），

Ljava/lang/String; 表示函数的返回值是java的String对象。

2.2 编写相应的.c文件：

hello-jni.c :

/* * Copyright (C) 2009 The Android Open Source Project * * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); * you may not use this file except in compliance with the License. * You may obtain a copy of the License at * *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 * * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. * See the License for the specific language governing permissions and * limitations under the License. * */#include <string.h>#include <jni.h>/* This is a trivial JNI example where we use a native method * to return a new VM String. See the corresponding Java source * file located at: * *   apps/samples/hello-jni/project/src/com/example/HelloJni/HelloJni.java */jstringJava_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI( JNIEnv* env,                                                  jobject thiz ){    return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI !");}

这里只是实现了Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI方法，而 Java_com_example_hellojni_HelloJni_unimplementedStringFromJNI 方法并没有实现，因为在HelloJni.java中只调用了stringFromJNI()方法，所以unimplementedStringFromJNI()方法没有实现也没关系，不过建议最好还是把所有java中定义的本地方法都实现了，写个空函数也行啊。。。有总比没有好。

Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI() 函数只是简单的返回了一个内容为 "Hello from JNI !" 的jstring对象（对应于java中的String对象）。

hello-jni.c文件已经编写好了，现在可以把com_example_hellojni_HelloJni.h文件给删了，当然留着也行，只是我还是习惯把不需要的文件给清理干净了。

3. 编译hello-jni.c 生成相应的库

3.1 编写Android.mk文件

在jni目录下（即hello-jni.c 同级目录下）新建一个Android.mk文件，Android.mk文件是Android 的 makefile文件，内容如下：

# Copyright (C) 2009 The Android Open Source Project## Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");# you may not use this file except in compliance with the License.# You may obtain a copy of the License at##      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0## Unless required by applicable law or agreed to in writing, software# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.# See the License for the specific language governing permissions and# limitations under the License.#LOCAL_PATH := $(call my-dir)include $(CLEAR_VARS)LOCAL_MODULE    := hello-jniLOCAL_SRC_FILES := hello-jni.cinclude $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

这个Androd.mk文件很短，下面我们来逐行解释下：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

一个Android.mk 文件首先必须定义好LOCAL_PATH变量。它用于在开发树中查找源文件。在这个例子中，宏函数’my-dir’, 由编译系统提供，用于返回当前路径（即包含Android.mk file文件的目录）。

include $( CLEAR_VARS)

CLEAR_VARS由编译系统提供，指定让GNU MAKEFILE为你清除许多LOCAL_XXX变量（例如 LOCAL_MODULE, LOCAL_SRC_FILES, LOCAL_STATIC_LIBRARIES, 等等...),
除LOCAL_PATH 。这是必要的，因为所有的编译控制文件都在同一个GNU MAKE执行环境中，所有的变量都是全局的。

LOCAL_MODULE := hello-jni

编译的目标对象，LOCAL_MODULE变量必须定义，以标识你在Android.mk文件中描述的每个模块。名称必须是唯一的，而且不包含任何空格。

注意：编译系统会自动产生合适的前缀和后缀，换句话说，一个被命名为'hello-jni'的共享库模块，将会生成'libhello-jni.so'文件。

重要注意事项：

如果你把库命名为‘libhello-jni’，编译系统将不会添加任何的lib前缀，也会生成 'libhello-jni.so'，这是为了支持来源于Android平台的源代码的Android.mk文件，如果你确实需要这么做的话。

LOCAL_SRC_FILES := hello-jni.c

LOCAL_SRC_FILES变量必须包含将要编译打包进模块中的C或C++源代码文件。注意，你不用在这里列出头文件和包含文件，因为编译系统将会自动为你找出依赖型的文件；仅仅列出直接传递给编译器的源代码文件就好。

注意，默认的C++源码文件的扩展名是’.cpp’. 指定一个不同的扩展名也是可能的，只要定义LOCAL_DEFAULT_CPP_EXTENSION变量，不要忘记开始的小圆点（也就是’.cxx’,而不是’cxx’）

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

BUILD_SHARED_LIBRARY表示编译生成共享库，是编译系统提供的变量，指向一个GNU Makefile脚本，负责收集自从上次调用'include $(CLEAR_VARS)'以来，定义在LOCAL_XXX变量中的所有信息，并且决定编译什么，如何正确地去做。还有BUILD_STATIC_LIBRARY变量表示生成静态库：lib$(LOCAL_MODULE).a，BUILD_EXECUTABLE表示生成可执行文件。

3.2 生成.so共享库文件 Andro文件已经编写好了，现在可以用android NDK开发包中的 ndk-build脚本生成对应的.so共享库了，方法如下：

abc@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni/jni$ cd ..
abc@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ ls
AndroidManifest.xml assets bin default.properties genjni libs obj res src
abc@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ndk-build
Gdbserver : [arm-linux-androideabi-4.4.3] libs/armeabi/gdbserver
Gdbsetup : libs/armeabi/gdb.setup
Install : libhello-jni.so => libs/armeabi/libhello-jni.so

可以看到已经正确的生成了libhello-jni.so共享库了，我们去 libs/armeabi/ 目录下看看：

abc@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ cd libs/
abc@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni/libs$ ls
armeabi
abc@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni/libs$ cd armeabi/
abc@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni/libs/armeabi$ ls
gdbserver gdb.setup libhello-jni.so

4. 在eclipse重新编译HelloJni工程，生成apk

eclipse中刷新下HelloJni工程，重新编译生成apk，libhello-jni.so共享库会一起打包在apk文件内：

在模拟器中看看运行结果：

参考推荐：

Android: NDK编程入门笔记

JNI和NDK的区别

android ndk（推荐）

Android NDK（google）

Android JDK （google）

====================================================================================

NDK（Native Development Kit）“原生”也就是二进制

android常用的开发方式是java封装的库，而这些库的底层实现是由C/C++实现，如媒体，图形库等

java调用这样实现就需要用JNI（Java Native Interface）

平时用的也就是google给我们封装的好的库，即底层实现用的不是Java，但都有统一的Java接口

NDK的作用是“我们自己写本地代码”（C/C++)，自己用JNI封装成Java接口

比如我们想做个计算，显然这不是Java的强项，但可以用C/C++来写实现，返回一个运算结果就行了

NDKr5已经实现了不用写一行Java代码开发程序了，只不过还是用到了虚拟机，细节被封装隐藏起来了而已

对于JNI和NDK很多Android开发初学者没有搞明白这个问题

JNI是Java调用Native机制，是Java语言自己的特性全称为 Java Native Interface，类似的还有微软.Net Framework上的p/invoke，可以让C#或Visual Basic.Net调用C/C++的API，所以说JNI和Android没有关系，在PC上开发Java的应用，如果运行在Windows平台使用 JNI是是经常的，比如说读写Windows的注册表。

NDK是Google公司推出的帮助Android开发者通过C/C++本地语言编写应用的开发包，包含了C/C++的头文件、库文件、说明文档和示例代码，我们可以理解为Windows Platform SDK一样，是纯C/C++编写的，但是Android并不支持纯C/C++编写的应用，同时NDK提供的库和函数功能很有限，仅仅处理些算法效率敏感的问题，所以Android123推荐初学者学好Java后再学习JNI。

NDK其实多了一个把.so和.apk打包的工具，这个是很重要的。

而JNI开发并没有打包，只是把.so文件放到文件系统的特定位置。

如果是做应用开发，则需要NDK工具，不然你开发的应用程序怎么给用户用呢？难道帮他重新编译文件系统？

其他至于实现，java调用本地C/C++函数，及其编写方式，我觉得JNI和NDK没有什么区别。

还有一个我个人理解，NDK开发C/C++只能能使用NDK自带的有限的头文件，而使用JNI则可以使用文件系统中带的头文件，比如utils/Log.h

而后者的资源更多，当然NDK正在努力开发中，以便支持更丰富的接口。

参考推荐：

JNI Tutorial

Android NDK之JNI使用例子

Android 使用NDK R5开发JNI应用详解

Android NDK Hello

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