8、Ndk开发小记一

前言：准备写两篇文章进行NDK基础开发小记，当然，两篇是不可能把NDK开发讲诉完的，何况笔者从22年1月份才接触安卓开发，自然是从网上各大牛处找灵感，本篇只做理论研究，即是什么，然后完成NDK开发的简单使用。

NDK版本：21

工程版本：安卓8.0

开发环境：AS Bumblebee | 2021.1.1

一、背景

1.1 JNI介绍

起源：

从jdk1.1开始jni标准就成为了java平台的一部分，它提供的一系列的API允许java和其他语言进行交互，实现了在java代码中调用其他语言的函数。

定义：

Java Native Interface，即 Java本地接口，可以通过JNI调用系统提供的API ，我们知道，Java的优点是跨平台，但是作为优点的同时，其在本地交互的时候就变成了缺点。Java的跨平台特性导致其本地交互的能力不够强大，不管是linux还是windows亦或是mac ，这些操作系统都是依靠C/C++写出来的，还包括一些汇编语言写的底层硬件驱动等，这些和操作系统、驱动相关的特性Java无法完成，于是Java提供了jni专门用于和本地代码交互，这样就增强了Java语言的本地交互能力。

Java和C/C++不同，Java在运行时需要编译成虚拟机可以运行的class字节码，然后再由虚拟机编译成机器码，而C/C++可以直接编译成机器码，所以效率上Java不如C/C++。下面我们来看看JNI调用示意图，从下图可以得知，JNI技术通过JVM调用到各个平台的API ，虽然JNI可以调用C/C++ ，但是JNI调用还是比C/C++编写的原生应用还是要慢一点，不过对高性能计算来说，这点算不得什么，享受它的便利，也要承担它的弊端。

开发者一般使用jni调用c、c++中的代码，其实调用的是编译后的动态连接库（.so或.lib），系统层面的调用架构图如下：

作用：

使Java 与本地（操作系统）其他语言如C、C++交互，即在 Java代码里调用C、C++等语言的代码或C、C++代码调用Java 代码。

说明:

1、JNI是Java调用Native语言的一种特性；

2、JNI是属于JAVA的，与Andriod无直接关系；

3、JNI扩展了JVM的功能；

1.2 NDK

起源：

Android平台从诞生起，就已经支持C、C++开发。众所周知，Android的SDK基于Java实现，这意味着基于Android SDK进行开发的第三方应用都必须使用Java语言。但这并不等同于“第三方应用只能使用Java”。

在Android SDK首次发布时，Google就宣称其虚拟机Dalvik支持JNI编程方式，也就是第三方应用完全可以通过JNI调用自己的C动态库，即在Android平台上，“Java+C”的编程方式是一直都可以实现的。

不过，Google也表示，使用原生SDK编程相比Dalvik虚拟机也有一些劣势，Android SDK文档里，找不到任何JNI方面的帮助。即使第三方应用开发者使用JNI完成了自己的C动态链接库（so）开发，但是so如何和应用程序一起打包成apk并发布？这里面也存在技术障碍。比如程序更加复杂，兼容性难以保障，无法访问Framework API，Debug难度更大等。开发者需要自行斟酌使用。

于是NDK就应运而生了。NDK全称是Native Development Kit。NDK的发布，使“Java+C”的开发方式终于转正，成为官方支持的开发方式。NDK将是Android平台支持C开发的开端。

定义：

NDK是Google开发的 Android 软件开发包 SDK 的相关工具集，用来扩展 Android SDK 的功能，能够快速开发C,C++的动态库，并生成动态链接库，最终自动将so和应用打包成APK，主要用于Android的JNI开发；

作用：

NDK集成了交叉编译器，并提供了相应的make文件隔离CPU、平台、ABI等差异，开发人员只需要简单修改make文件（指出"哪些文件需要编译"、"编译特性要求"等），就可以创建初so，然后NDK可以自动将so和java应用一起打包，极大地减轻了开发人员地打包工作。

说明:

1、NDK是属于 Android 的，与Java并无直接关系；

2、可通过 NDK在 Android中使用 JNI与本地代码（如C、C++）交互；

3、提供了把.so和.apk打包的工具（JNI开发没有，只是把.so文件放到文件系统的特定位置）；

4、Android NDK 不是一个单独的工具：它是一个包含 API、交叉编译器、链接程序、调试器、构建工具、文档和示例应用程序的综合工具集；

1.3 NDK和JNI关系

二、NDK工程创建

查了一些资料，早期使用AS或eclipse创建NDK还是挺复杂的事，现在使用AS就简单多了。笔者使用的Android Studio Bumblebee | 2021.1.1，应该是4.3左右的版本

C++ Standard
指定编译库的环境，其中Toolchain Default使用的是默认的CMake环境；C++ 11也就是C++环境。两种环境都可以编库

2.1 对比

左边是NDK项目，右边是普通安卓项目

CMakeLists

CMke：允许开发者编写一种平台无关的CMakeLists文件，来定制整个编译流程，然后再根据目标用户的平台进一步生成所需的本地化Makefile和工程文件，入Unix的Makefile或windows的Visual Studio工程。从而做到“Write Once ，run everywhere"。

关于CMake的命令行以及CMakelists文件的编辑，可以查看网上的教程

跑下程序，没啥问题，下面修改下官网demo，增加java接口

2.2 自定义JNI接口类

不在MainActivity中加载.so库，而是新建了一个JNI工具类来完成加载.so库和声明native方法的任务。

结语：引用了很多大牛的文章，在前期不明白原理时候，踩过很多坑，想总结下来，写完后，发现这些坑都不在了，等后期开发中再复现下bug吧

参考文献：

Java筑基 - JNI到底是个啥 - 码农参上 - 博客园

JNI开发系列①JNI概念及开发流程 - 简书

Android：JNI 与 NDK到底是什么？（含实例教学）_Carson带你学Android的博客-CSDN博客_ndk

Android NDK具体作用讲解_小赵在京城的博客-CSDN博客_ndk有什么用

Android NDK 简介（Android NDK 教程一）_李斯维的博客-CSDN博客_android ndk教程

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