Android NDK学习笔记3-入门案例篇

上篇文章我们安装了NDK系统，在NDK系统文件中包含samples文件夹，打开该文件夹，我们发现里面有大量的案例项目，这里我们通过Eclipse导入一个名为hello-jni的项目

导入成功后，我们可以看到项目目录如下：

然后，我们逐个学习案例源码

打开com.example.hellojni目录下的HelloJni.java

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");
    }
}

这里我给大家做个注释

打开jni目录下的hello-jni.c

#include <string.h>
#include <jni.h>
/**
 * 原生方法stringFromJNI也用一个名为Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI的完全
 * 限定的函数来声明，这种显示的函数命名让虚拟机在加载的共享库中自动查找原生函数。函数命名规则为：  *Java_类全路径_方法名。如Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI，其中Java_是函数的前  *缀，com_example_hellojni_HelloJni是类名，stringFromJNI是方法名，它们之间用 _(下划线) 连接
 */
jstring
Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI( JNIEnv* env,
                                                  jobject thiz )// 第一个参数JNIEnv是指向可用JNI函数表的接口指针
                                                                      // 第二个参数jobject是HelloJni类实例的Java对象引用
{

    // env指向java当前线程的实例，访问一个NewStringUTF函数
    return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello Castiel" ABI ".");
}

下面我对代码中的各个函数做一下讲解

（1）JNIEnv接口指针

原生代码通过JNIEnv接口指针提供的各种函数来使用虚拟机的功能。JNIEnv是一个执行线程-局部数据的指针，而线程-局部数据中包含执行函数表的指针。

C代码中，JNIEnv指向JNINativeInterface结构的指针，为了访问任何一个JNI函数，该指针需要首先被解引用。调用格式如下：

        return (*env)->NewStringUTF(env,"hello china");

C++代码中，JNIEnv实际上是C++类实例，JNI函数以成员函数的形式存在。

        return env->NewStringUTF("hello china");

在标准的Java平台下，每个Process里可以产生很多JavaVM对象，每个JavaVM对象都有一个与之对应的JavaVM对象，但是在Android平台上，每个Process只能产生一个DalvikVM对象，也就是说在一个Android的进程中是通过有且只有一个虚拟器对象来服务所有Java和C++代码的。
 
1、JNIEnv 内部包含一个Pointer，Pointer指向Dalvik的JavaVM对象的Fanction Table,JNIEnv 关于程序执行环境的众多函数正是来源于Dalvik虚拟机 
2、Android中每当一个Java线程第一次要调用本地C/C++代码时，Dalvik虚拟机实例会为该Java线程产生一个JNIEnv 指针 
3、Java每条线程在和C/C++互相调用时，JNIEnv是相互独立的，互不干扰 
4、每本地的C/C++代码想获得当前线程所要使用的JNIEnv时，可以使用Dalvik VM对象的Java VM jvm->getEnv()方法，该方法即会返回当前线程所在的JNIEnv

（2）实例方法与静态方法

Java程序中有两类方法：实例方法和静态方法。静态方法和实例方法均可以声明为原生的，可以通过JNI技术以原生代码的形式提供它们的实现。原生实例方法通过第二个参数获取实例引用，该参数是jobject类型的。如： 
a.原生实例方法定义：

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI( JNIEnv* env,
                                                  jobject thiz )

因为静态方法没有与实例绑定，因此通过第二个参数获取类引用而不是实例引用，第二个参数是jclass值类型的。 
b.原生静态方法定义：

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI( JNIEnv* env,
                                                  jclass clazz )

JNI提供了自己的数据类型从而让原生代码了解java数据类型

开发过程中我们可以使用NDK-Build脚本启动Android NDK构建系统。 
默认情况下，NDK-Build脚本应该在主项目目录中执行，-C参数可以用于指定命令行中NDK项目的位置，这样一来NDK-Build脚本可以从任意位置开始：

ndk-build -C /path/to/the/project

如果源文件没被修改，Android NDK构建系统不会重构建目标。可以用-B执行NDK-Build脚本来强制重构建所有源代码。

ndk-build -B

为了清理生成的二进制文件和目标文件，可以在命令行执行ndk-build clean命令。Android NDK构建系统会删除生成的二进制文件。

ndk-build clean

Android NDK构建系统依赖与GUN Make工具对模块进行构建。默认情况下GUN Make工具一次执行依据构建命令，等这一句执行完了以后再执行下一句。如果在命令行使用-j参数，GUN Make就可以并行执行构建命令。另外也可以通过执行该参数之后的数字来指定并行执行的命令总数。

ndk-build -j 4

OK，我们开始编译项目，在cmd命令行下，我们首先进入HelloJni项目的目录中，然后执行ndk-build命令。

编译成功后，我们发现整个项目目录生成libs和obj两个文件夹

这里给大家解释一下这些文件的用途

jni：该目录包含原生组件的源代码及描述原生组件构建方法的Android.mk构建文件。Android NDK构建系统将该目录作为NDK项目目录并希望在项目根目录中找到它。mk文件不用改动，是留给ndk-build编译使用的。 

Libs：在Android NDK构建系统的构建过程中创建该目录，它包含指定的目标机体系结构的独立子目录，例如ARM的armeabi，在打包过程中，该目录被包含在APK文件中。 

Obj：这是一个中间目录，编译源代码后产生的目标文件都被保存在该目录下，开发人员不需要访问该目录。

最后，我们运行项目，得到我们想要的结果