Android NDK（JNI）开发

【摘要】本文介绍如何基于Windows平台，在Eclipse中使用Android NDK技术实现“Android平台上的JNI ( Java Native Interface ) ”开发。Android NDK开发需要一定的Java JNI技术基础。Android NDK实质，可以简单的认为是Android平台提供的一组套件，将一些C/C++代码通过JNI的形式为Android平台所复用，该技术可以使得以往写好的、成熟的C/C++代码不加修改或者稍加修改即可移植到Android。同时，在一些敏感的特殊场景，可能需要C/C++代码，如CPU敏感，图形图像等。
【关键词】Android , NDK , JNI , Windows

Android平台的NDK（Native Development Kit）开发，需要从谷歌官方下载Android NDK所需的SDK开发包。在旧版本的Android NDK开发中，需要额外的下载安装第三方Cygwin，但是最新Android NDK已经集成Cygwin功能，不需要再单独下载集成Cygwin，即免Cygwin安装。Android NDK官方下载页面：https://developer.android.com/ndk/downloads/index.html ，本文中下载和使用的Android NDK版本是基于64位Windows的Android NDK r10e版 ：

版本名：Windows 64-bit , android-ndk-r10e-windows-x86_64.exe
下载链接：http://dl.google.com/android/ndk/android-ndk-r10e-windows-x86_64.exe

Windows 64-bit , android-ndk-r10e-windows-x86_64.exe下载完毕后是这样一个文件：

实际上是一个包含Android NDK开发资源的压缩文件，点击安装后将其解压到一个文件夹下。本例是放在：D:\Program\android\ndk目录下。

然后打开Eclipse。Windows -> Preferences -> Android -> NDK，如图：

在NDK Location中，选择刚才安装的Android NDK目录。
至此，Android NDK开发环境搭建完成。

接下来就是如何使用和具体开发。
新建一个NDKTest的Android项目：

然后为项目NDKTest增加NDK：Add Native Support，在NDKTest的项目单击右键，Android Tools -> Add Native Support ，如图：

当Add Natvie Support后，Eclipse弹出对话框，提示指定lib名字，缺省就是项目名，本例就用NDKTest作为lib名字。如图：

（注意：Android NDK会自动为库添加前缀 “lib”，这样最后的库名为“libxxx.so”，假设在自己的项目中本来就是lib开头，那么Android NDK则不再添加“lib”前缀，直接使用你自己命名好的名称。）

此时项目的目录中会自动产生一个jni的子目录，jni下有两个文件：NDKTest.cpp和Android.mk，如图：

其中Android.mk不需要我们修改，而NDKTest.cpp则是我们后面需要增加自己实现的内容。
通常，一个项目中所需要的NDK\JNI库\方法最好放在一个共同的Java类中，这样方便管理和代码维护。本例中，新增一个 MyJNI.java的类文件，在MyJNI.java这个类文件中，函数开头冠以native修饰符的，修饰符native表明这就是我们将要实现的JNI函数，写好的MyJNI.java文件内容及存放位置和内容如图：

注意需要首先在此类中使用静态代码块包裹一层，load我们的库文件。

到这里，剩下的代码工作就是完成native方法。Run一下这个项目，此时Run这个项目没有意义，我们只是为了获得编译后的*.class文件才Run，拿到.class类文件后才能使用javah编译命令获得jni的头文件。
Run过后，在NDKTest/bin/classses目录下已经生成编译好的类文件包，如图：

接下来我们要获得MyJNI.java相对应的JNI头文件，启动java控制台定位到classes目录下，然后执行javah命令：javah zhangphil.ndktest.MyJNI，如图：

如果一切正常，那么此时就会在classes目录下生成：zhangphil_ndktest_MyJNI.h头文件，不要对这个代码文件进行修改。zhangphil_ndktest_MyJNI.h里面的代码内容如下：

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

#ifndef _Included_zhangphil_ndktest_MyJNI
#define _Included_zhangphil_ndktest_MyJNI
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     zhangphil_ndktest_MyJNI
 * Method:    getString
 * Signature: ()Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_zhangphil_ndktest_MyJNI_getString
  (JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

将 zhangphil_ndktest_MyJNI.h此头文件复制到jni目录下，结构层次如图：

打开由IDE自动生成的NDKTest.cpp文件，里面其实只有一行代码：

接下来，
1， 我们将此文件的头部分include我们的zhangphil_ndktest_MyJNI.h文件。
2， 实现在zhangphil_ndktest_MyJNI.h文件中定义的:

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_zhangphil_ndktest_MyJNI_getString
  (JNIEnv *, jobject);

Native方法。

（备注：Java_zhangphil_ndktest_MyJNI_getString()，这是一个由Java系统自动生成的JNI签名函数，其规律特点是Java开头，然后就是我们自己的包名，接着是类名，最后就是我们自己定义的native方法，只不过Java命名规则中的 “.” 由 “_” 取代 ）

补写完成NDKTest.cpp，简单期间，假设我们的getString()函数仅仅返回“Hello , World ! I'm from JNI !”字符串:

#include <jni.h>
#include <zhangphil_ndktest_MyJNI.h>

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_zhangphil_ndktest_MyJNI_getString
  (JNIEnv * env, jobject obj){
	return	env->NewStringUTF("Hello , World ! I'm from JNI !");
}

至此，Android JNI的全部代码已经完成，剩下的就是使用我们的native方法。
写一个简单的Android Activity测试我们完成的Android native函数。

package zhangphil.ndktest;

import android.support.v7.app.ActionBarActivity;
import android.widget.Toast;
import android.os.Bundle;

public class MainActivity extends ActionBarActivity {

	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);

		MyJNI jni = new MyJNI();
		String s = jni.getString();

		Toast.makeText(this, s, Toast.LENGTH_LONG).show();
	}
}

运行结果如图：

成功了！

总结：

Android NDK开发实际上可以认为就是Android平台框架下的Java JNI，具体步骤归结如下：
（第1步）下载安装最新的Android NDK，搭建好开发环境，然后“Add Natvie Support”。
（第2步）写好自己项目中需要的类和native方法。在本例中就是增加MyJNI类，在MyJNI类中我们写了一个用以演示的getString()函数，此函数为native。
（第3步）Run这个项目，这阶段Run目的只是为了获得编译后类文件。然后启动java控制台，定位到bin目录下的classes包，执行javah命令，为我们的MyJNI类文件生成 .h 头文件。在本例中即：zhangphil_ndktest_MyJNI.h文件。
（第4步）把第3步中获得的 .h 头文件复制到jni目录下，然后补全jni目录下的 .cpp 文件，注意在 .cpp 的头部需要 #include 我们在第3步产生的 .h 头文件。同时，在  .cpp 源代码文件中完成在 .h 头文件中定义的函数。
在本例中就是在 zhangphil_ndktest_MyJNI.h 定义的函数：

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_zhangphil_ndktest_MyJNI_getString
  (JNIEnv *, jobject);

</pre><p></p><p>完成后的：</p><p><pre class="cpp" name="code">JNIEXPORT jstring JNICALL Java_zhangphil_ndktest_MyJNI_getString
  (JNIEnv * env, jobject obj){
	return	env->NewStringUTF("Hello , World ! I'm from JNI !");
}

（第5步）以上都完成后，就可以直接在我们的项目中使用 MyJNI类中的native方法getString()了。