Android NDK JNI与Java的相互调用

引言

在Android开发中，我们经常会涉及到使用Java与C/C++交互的问题。Android提供了NDK（Native Development Kit）工具集，可以让我们通过JNI（Java Native Interface）来实现Java和C/C++代码的相互调用。本文将介绍如何使用NDK JNI来实现这种相互调用，并且通过一些实例来让读者更好地理解。

什么是JNI？

JNI全称Java Native Interface，即Java本地接口。JNI是一组编程接口，允许Java代码与其他语言编写的代码进行交互。通过JNI，我们可以在Java中调用C/C++代码，也可以在C/C++代码中调用Java代码。

NDK和JNI

NDK是Android提供的一个开发工具包，其中包含了一些用于开发C/C++代码的工具和库。而JNI是用于在Java和C/C++代码之间进行交互的接口。

JNI的使用流程

JNI的使用流程可以简单概括为以下几个步骤：

编写C/C++代码
使用JNI定义Java和C/C++代码的接口
通过编译工具将Java代码和C/C++代码编译为可运行的组件
在Java中调用C/C++代码

JNI的基本语法和API

基本语法

JNI的基本语法遵循C/C++的语法。例如，用于声明一个JNI函数指针的语法如下：

JNIEXPORT void JNICALL Java_package_classname_methodname(JNIEnv *env, jobject thiz, jstring str)

其中，Java_package_classname_methodname是一个由JNI自动生成的函数名，用于标识该函数与Java中的哪个方法相对应。

API函数

JNI提供了一系列的API函数，用于在Java和C/C++之间传递数据、调用方法等操作。常用的JNI API函数有：

JNIEnv* env：指向JNI环境的指针，可用于获取Java相关对象和调用其他JNI函数。
jobject thiz：当前调用JNI函数的Java对象。
jstring str：Java字符串对象。

实例演示

在Java中调用C/C++代码

首先，我们需要在Java代码中声明一个本地方法，用于调用C/C++代码。例如：

public native int calculateSum(int[] numbers);

然后，在C/C++代码中实现这个方法。例如：

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_MainActivity_calculateSum(JNIEnv *env, jobject thiz, jintArray numbers)
{
    jint *nums = (*env)->GetIntArrayElements(env, numbers, NULL);
    jsize length = (*env)->GetArrayLength(env, numbers);
    jint sum = 0;
    
    for (int i=0; i<length; i++)
    {
        sum += nums[i];
    }
    
    (*env)->ReleaseIntArrayElements(env, numbers, nums, 0);
    
    return sum;
}

最后，在Java中调用这个本地方法即可：

int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
int sum = calculateSum(numbers);

在C/C++中调用Java代码

与上面的例子相反，我们可以在C/C++代码中调用Java代码。首先，在Java代码中定义一个可以被C/C++代码调用的方法。例如：

public void showMessage(String message)
{
    Toast.makeText(this, message, Toast.LENGTH_SHORT).show();
}

然后，在C/C++代码中通过JNI调用这个方法。例如：

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_MainActivity_showMessage(JNIEnv *env, jobject thiz, jstring message)
{
    const char *msg = (*env)->GetStringUTFChars(env, message, NULL);
    
    jclass toastClass = (*env)->FindClass(env, "android/widget/Toast");
    jmethodID makeTextMethod = (*env)->GetStaticMethodID(env, toastClass, "makeText", "(Landroid/content/Context;Ljava/lang/CharSequence;I)Landroid/widget/Toast;");
    jmethodID showMethod = (*env)->GetMethodID(env, toastClass, "show", "()V");
    jobject toast = (*env)->CallStaticObjectMethod(env, toastClass, makeTextMethod, thiz, (*env)->NewStringUTF(env, msg), 0);
    (*env)->CallVoidMethod(env, toast, showMethod);
    
    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, message, msg);
}

最后，在C/C++代码中调用这个方法即可：

JNIEnv* env;
// 获取JNI环境
(*vm)->GetEnv(vm, (void**)&env, JNI_VERSION_1_6);

// 获取MainActivity的类引用
jclass cls = (*env)->FindClass(env, "com/example/MainActivity");
// 获取showMessage方法的方法ID
jmethodID showMessageMethod = (*env)->GetMethodID(env, cls, "showMessage", "(Ljava/lang/String;)V");

// 创建Java字符串对象
jstring message = (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from C/C++");

// 调用Java方法
(*env)->CallVoidMethod(env, obj, showMessageMethod, message);

总结

通过NDK JNI，我们可以方便地在Java和C/C++之间进行相互调用，实现更灵活、高效的功能。在实际开发中，需要根据需求选择合适的时机使用JNI，并注意JNI的性能和内存管理问题。希望本文对读者对NDK JNI的理解有所帮助。

本文来自极简博客，作者：烟雨江南，转载请注明原文链接：Android NDK JNI与Java的相互调用