Android NDK使用指南（基础篇）

引言

在 Android 开发中，大多数应用程序都是用 Java 或 Kotlin 编写的。然而，有时候我们需要使用 C 或 C++ 代码来提高性能，或者为了与现有的 C/C++ 库集成。Android NDK就是为此目的而设计的工具包。本文将介绍Android NDK的相关基本概念和基础使用方法，帮助读者初步理解NDK。有关NDK的原理及更高级的使用技巧将在后续的进阶篇中进行介绍（咕咕咕）。

什么是 Android NDK？

Android NDK 是一个工具集，允许开发者在 Android 应用中使用 C 和 C++ 代码。通过 NDK，可以：

实现高性能的计算任务，如游戏引擎、图像处理等。
重用现有的 C/C++ 库，提高开发效率。
在某些情况下，通过优化和使用更底层的语言来提升应用性能。

NDK 基础概念

NDK （Native Development Kit）

NDK 是 Android 提供的一套工具集，允许在 Android 应用中使用本地代码（C/C++）。NDK 提供了与系统 API 交互的功能，使开发者能够编写更高效的代码、访问底层硬件、以及使用现有的 C/C++ 库。

JNI（Java Native Interface）

JNI 是 Java 平台的一部分，用于实现 Java 代码与本地（Native）代码之间的互操作。通过 JNI，Java 方法可以调用 C/C++ 函数，反之亦然。JNI 是 NDK 编程的核心，理解 JNI 是掌握 NDK 编程的关键。

JNI 编程详解

1. 基本数据类型映射

Java类型	Native类型	符号
boolean	jboolean	Z
byte	jbyte	B
char	jchar	C
short	jshort	S
int	jint	I
long	jlong	J
float	jfloat	F
double	jdouble	D
void	void	V
String	jstring	Ljava/lang/String;
Object	jobject	L+包名/类名+$嵌套类+;
数组	数组+Array	[基本类型符号

注：若Java类型为数组，则对应Native类型为基本类型+Array，打个比方说明，

Java类型为byte[]，则Native类型为jbyteArray，符号为[B

2. JNI 函数定义与实现

下面以两个demo简单说明Java调用C++和C++调用Java的基本步骤：

Java调用C/C++代码流程

java 复制代码

// Java层定义
public class NativeLib {
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }
    public native String stringFromJNI();
}

c 复制代码

// 对应的C/C++实现
#include <jni.h>
extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_example_myapp_NativeLib_stringFromJNI(JNIEnv* env, jobject /* this */) {
    std::string hello = "Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}

C/C++调用Java代码流程

java 复制代码

// Java层实现
public class NativeLib {
    public String getMessageFromJava() {
        return "Hello from Java";
    }
}

c 复制代码

// C/C++层定义
#include <jni.h>
JavaVM* g_javaVM = nullptr;
JNIEXPORT jint JNICALL JNI_OnLoad(JavaVM *jvm, void *reserved) {
    if (jvm->GetEnv((void **) &env, JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) {
        return -1;
    }
    // Java 虚拟机实例的全局引用
    g_javaVM = jvm;
    return JNI_VERSION_1_6;
}

std::string callJavaMethod() {
    JNIEnv* env = nullptr;
    // 将本地线程附加到Java虚拟机
    g_javaVM->AttachCurrentThread(&env, nullptr);
    // 查找 Java 类
    jclass clazz = env->FindClass("com/example/myapp/NativeLib");
    // 查找构造方法 ID
    jmethodID constructor = env->GetMethodID(clazz, "<init>", "()V");
    // 创建 Java 类的实例
    jobject instance = env->NewObject(clazz, constructor);
    // 查找实例方法 ID
    jmethodID methodID = env->GetMethodID(clazz, "getMessageFromJava", "()Ljava/lang/String;");
    // 调用实例方法
    std::string message = env->CallObjectMethod(instance, methodID);
    // 将本地线程与 Java 虚拟机分离
    g_javaVM->DetachCurrentThread();
    return message;
}