Android平台调用c++

Posted 2020-11-02

小白：java代码中，为什么不能直接写c或c++代码？而oc代码却可以直接写！

小程：你可以写，只是编译不过而已。

小白：那不就是不能写嘛！

不管是编译到jvm，还是dalvik上运行，java的编译器都不会直接生成执行文件，而只是生成字节码（表现为class文件，或者是经过转换的dex文件），这跟c/c++编译器的做法大为不同，而很可能因为这个原因，使得java中不能参杂c/c++代码，而objective-c就可以混编c/c++，因为它的编译器直接生成执行文件。

那java语言就不能使用c++代码了吗？有问题，就有解决办法，办法是使用JNI。

JNI（java native interface，即java本地接口）的出现，可以解决java与c++交互的问题，并且不仅限于c++。

小白：可是，我的android程序，为什么要调用c++的代码呢？

小程：事出有因，比如已经实现某个功能的是c++代码而非java代码，比如要进行大量的数据运算而c++的执行性能远在java之上，比如要调用一些驱动类的接口，比如...

本文演示java如何调用c++的代码，即jni的使用。

jni层，可以分为jni上层，跟jni下层。

jni上层用java实现，jni下层用c/c++实现。

大概的调用关系是这样的：

小程接下具体介绍jni上下层的实现，并介绍如何生成so库（so库代表了c++实现的功能）并调用它。

（1）实现jni上层

随便找一个java类（或者新建一个），然后在里面声明一个native方法，就实现了jni上层。

比如，创建一个Android Studio项目，并且有这样的native方法声明：

至此，就已经建立了jni上层。

（2）实现jni下层

java代码调用jni上层的native函数时，会调用到c++的什么函数？这里需要有映射的关系。

建立起这个映射，有两个办法。

办法一：使用签名

对于native方法，使用javah，可以抽取出对应的签名，然后c++实现这个签名的函数即可。

可以这样生成签名：

这个.h文件的内容是这样的：

那一长串就是对应的签名，c++代码实现这个函数，这样java在调用jni上层声明的native函数时，就会调用到这里面来。显然，一旦建立了映射，jni上层与下层就不能再改名字（除非重新签名）。

小白：一大串的，还不给改名，大不人性化了。

小程：要改名就新增接口吧，或者，使用第二个办法。

办法二：使用RegisterNatives

在jni层加载时，调用RegisterNatives。

这种办法，没有使用javah生成固定的签名，而是使用RegisterNatives来建立navtive方法与具体的实现的关联，具体实现可随意命名。

在JNI_onLoad函数内，触发RegisterNatives的调用：

在解决掉jni上下层的映射问题后，就是natvie方法的具体实现了。这里介绍如何生成动态链接so库。

在项目的根目录中，创建一个jni目录，在里面写c/c++代码与编译脚本，目录结构是这样的：

impl.c的内容：

脚本Android.mk的内容：

执行ndk-build，生成so库：

可以用readelf查看so库：

这里涉及到编译脚本(Android.mk)的规则、smalis语言特征（jni的数据类型等），还有ndk-build的使用等知识，小程不展开了，读者可以关注“广州小程”微信公众号，并获取后续的更新。

（3）调用jni层

在java层调用native方法，比如：

执行这个程序，可以看到输出：

到此，如何在Android平台调用c++的实现就介绍完毕了。

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总结一下，本文介绍了如何在Android平台调用c++的实现，演示了jni层的创建与编译出so库，并且调用了so库。读者可以把这部分知识应用到实际的Android项目中。