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Android JNI初探(适合初学者)

Android JNI初探(适合初学者)

作者: 艾瑞达双鱼 | 来源:发表于2021-03-21 19:14 被阅读0次

    一丶环境配置

    其实就是需要NDK和CMake这两个工具,直接通过SDKManager就可以下载,如下图所示:


    1.png

    然后设置NDK的路径:


    2.png
    完了,就是这么简单,接下来我们就可以创建支持C++的Android项目,在新建项目的时候选择native C++,如图:
    3.png

    然后一路next,最后点击finish就OK了,一个NDK项目创建完成了。

    友情提示:

    最好配置一下远程仓库的代理地址,不然gradle build model会很慢,在项目根目录的build.gradle文件下配置:


    4.png

    二丶项目结构

    相比于普通Android项目,native项目在src\main目录下多了一个cpp的文件夹,CMakeLists.txt文件和相应的c++源文件都在这个文件夹下。

    CMake

    官方解释是:一款外部构建工具,可与 Gradle 搭配使用来构建原生库。如果您只计划使用 ndk-build,则不需要此组件。
    我的理解是,CMake连接了C++环境与java环境,使得C++源文件能够获得jni的相关支持,使其成为项目的一部分。举个例子,CMakeLists.txt有个add_library的指令:


    5.png

    test.cpp是我自己新创建的c++源文件,如果我不添加进去,那么我在test.cpp里编写的jni相关代码就会报错,而且Android Studio会有提示:


    6.png
    所以,如果需要新创建C++源文件,就需要通过配置CMakeLists.txt使其成为项目的一部分。

    cpp源文件

    在我们创建项目之后,会有一个native-lib的cpp源文件,里面就只有一个方法:Java_com_example_myapplication_MainActivity_stringFromJNI,前面的Java_com_example_myapplication_MainActivity是java类的路径,stringFromJNI才是具体方法名,如果我们反过来先在java代码里写一个native方法:


    7.png

    我这是kotlin 的写法,java应该是在方法名前面新增native关键字就行,然后按下alt+enter:


    8.png
    可以看到,能够直接创建一个JNI的同名方法,创建完之后就在cpp文件里自己生成了一个方法:
    9.png

    验证了之前说的,方法名前面是java类的路径,后面才是方法名。然后我们就知道了,每个JNI方法都必须有两个参数:JNIEnv *env与jobject thiz。

    JNIEnv:

    实际上代表了java环境,通过这个JNIEnv*指针,就可以对java端的代码进行操作。例如,创建java类中的对象,调用java的方法,获取java对象中的属性等等。JNIEnv的指针会被JNI传入到本地方法的实现函数中来对java端的代码进行操作。

    举个例子:调用java类中的一个方法,代码如下:

    extern "C" JNIEXPORT jdouble JNICALL
    Java_com_example_myapplication_MainActivity_areaOfCircle(JNIEnv *env, jobject thiz,jint r) {
        jclass toast = env->FindClass("com/example/myapplication/ToastUtil");
        jmethodID method = env->GetStaticMethodID(toast,"showShort","(Landroidx/appcompat/app/AppCompatActivity;Ljava/lang/String;)V");
        const double PI = acos(-1);
        double area = PI * pow(r,2);
        jstring areaStr = env->NewStringUTF(to_string(area).c_str());
        env->CallStaticVoidMethod(toast,method,thiz,areaStr);
        return area;
    }
    

    因为env是一个指针,所以要用->符号来调用其中的方法。上述代码的具体逻辑就是调用java的ToastUtil类,显示出半径为r的圆的面积的值,为了能够在C/C++中使用Java类,jni.h头文件中专门定义了jclass类型来表示Java中的Class类,通过env的FindClass方法,传入ToastUtil的路径就找到了ToastUtil类,第二个jmethodID实际上就是找到具体要执行的方法,第一个参数就是jclass,第二个参数就是方法的名称,第三个参数是方法需要传的参数的个数与类型,别看着复杂,其实我们就只需写个双引号"",然后按下alt+enter,就能自动填入,然后就是调用java的方法,因为我是静态方法所以调用了env的CallStaticVoidMethod方法,传入jclass,methodID和具体参数值就可以了,因为我的第一个参数是一个AppCompatActivity类型的,而thiz是jobject类型的,而jobject的意思就是:
    1、如果java中的native方法不是static的话,这个thiz就代表这个native方法的类实例。
    2、如果java中的native方法是static的话,这个thiz就代表这个native方法的类的class对象实例(static方法调用不需要类的实例,所以就代表这个类的class对象)

    因为我的java类是MainActivity,所以thiz的意思就是MainActivity的一个实例,而我的MainActivity继承于AppCompatActivity,所以第一个参数就直接传入了thiz,这样调用就等效于java中的ToastUtil.showShort(activity,"字符串"),然后再java代码中调用areaOfCircle(3)就相当于通过toast显示一个半径为3的圆的面积的值,其中acos方法与pow方法需要引入math.h头文件,acos(-1)的意思就是π的值,to_string是命名空间std的方法,所以需要引入using namespace std,至此,就完成了C++与java代码的相互调用。

    后记:

    其实jni中的jstring,jboolean,jint啥的就是代表了java的string,boolean,int类型,如下表:


    10.png

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