将 so|JNI|NDK 之间的关系说明白

Posted 2021-03-24 gdragon

最近在了解公司历史的发展，发现了公司产品中几乎都要使用 so 文件，不禁好奇这个 so 到底是何方神圣。

so 文件

so 是 shared object 的缩写，见名思义就是共享的对象，机器可以直接运行的二进制代码。so 主要存在于 Unix 和 Linux 系统中。【参考：安卓so文件是什么，又是如何开发出来的呢？ 】
它是 c/c++ 实现的功能函数集合，并对外提供标准的接口，外层可以通过这个接口调用c/c++的代码。在 android 系统上普遍用于调用系统的硬件接口。

那么，Android 系统为什么要使用.so文件呢？

Android 系统应用基本都是基于 Java 语言开发，而Java语言是不能直接访问Android系统底层的硬件接口。而Android系统中可以通过 JNI 和 硬件访问服务去访问系统底层的硬件接口。比如：开启蓝牙、关闭蓝牙等

这里还有一个问题：为什么 Java不能直接访问Android系统底层的硬件呢？

1. Java语言是跨平台的。【个人想法】：跨平台就会导致最后使用的平台是不确定的，因此要访问的底层硬件接口也是不确定的。
2. Android 是基于 Linux 系统，而有些Linux系统调用是不支持Java的，比如ioctl，只能C/C++才能调用。【参考：Android硬件访问服务(一)
   "使用JNI直接操作硬件"】

既然知道了Android系统中可以通过 JNI 和 硬件访问服务去访问系统底层的硬件接口。
那么先来了解一下什么是JNI吧

JNI

定义：Java Native Interface，即 Java本地接口
作用： 使得Java 与 本地其他类型语言（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

特别注意：

• JNI是 Java 调用 Native 语言的一种特性
• JNI 是属于 Java 的，与 Android 无直接关系

【以上内容参考：Android JNI】

JNI 代码经过编译之后在Unix/Linux系统上就会生成 .so文件，通过调用Java代码调用.so中的接口方法即可实现硬件的访问。

JNI相关的内容还是比较复杂的，可以自行搜索了解，这里只是简单介绍。
可以参考这两篇系列【JNI详解---从不懂到理解 】，【Android JNI(一)——NDK与JNI基础】

JNI方式去访问硬件有一个弊端，就是只能一个应用调用一个硬件接口，而多个应用去调用该硬件接口就会出现冲突，那么硬件访问服务的方式就是解决JNI的弊端。

硬件访问服务的定义如下：

访问硬件资源的程序只能并且只有一个，我们称之为System Server, 其它要访问这个硬件资源的APP必须要给Server发请求，由Server间接的操作硬件，从而实现资源的访问。这个就称之为硬件访问服务。【参考：Android访问硬件的方法】

更多硬件访问服务的资料：
【Android硬件访问服务-Service】
【Android驱动（一）硬件访问服务学习之（二）Android通过硬件访问服务访问硬件】

在 Android 系统下 JNI 可以通过NDK快速实现。那么NDK又是什么呢？

NDK

NDK全称：Native Develop Kit，是 Android的一个工具开发包 NDK是属于 Android 的，与Java并无直接关系.

使用教程【NDK 入门指南】
通过Android Studio编译之后就可以生成 .so文件，之后就可以愉快的将 .so文件集成到项目中了。

总结

我们首要目的就是要了解.so文件的作用是用来访问系统底层的硬件接口，而Android应用基本都是Java开发，而Java不支持直接访问硬件，但是Android提供了两种方式去访问硬件接口：JNI和硬件访问服务。JNI的方式编译后会产生.so文件。同时Android还给开发者提供了NDK这个开发工具包，开发者可以使用NDK快速实现 JNI的功能。