NDK抄书笔记【枯燥】

版权归他们：《Android高级开发实战---UI、NDK与安全》 王氏兄弟

1.何为JNI

JNI (Java Native Interface) 即Java本地开发接口，也是C/C++与Java通信的一个协议，这个协议可以使Java代码与C/C++代码之间进行沟通，通过该协议，Java代码就可以调用C/C++代码，C/C++代码也可以调用Java代码，这样就可以将Java程序与C/C++程序集成到一起。

2.为什么要用JNI

a. JNI扩张了Java虚拟机的能力。Java语言是不能够直接操作硬件的（Java在实现跨平台操作时，将硬件操作全部封装起来）。例如，Java语言是不能够直接用来开发驱动的，但Java可以通过JNI来做一些驱动开发（驱动开发需要操作硬件，而C语言可以实现对硬件的操作，Java通过JNI协议，可以实现对C的调用）

b. C/C++语言的运行效率高(Java的执行效率相对低一点，魔乐科技的李兴华说：java实在c++的基础上改写而来，C#是由java和c++改写而来)，应用比较广泛例如，数学运算、实时渲染Opengl、音/视频处理ffmpeg

c. 直接复用C/C++中的优秀代码（文件压缩、人脸识别）

d. Java不可以手动释放内存，而C/C++可以实现手动控制内存，如果对内存的利用有较高要求时，需要使用C/C++来实现。

e.特殊的业务场景，如高级汽车上安装的车载电脑的onboard debug system，需要获取硬件的电信号

3.如何使用JNI

  NDK，Natvie Develop Kits，·可以将C/C++语言写出来的源代码编译成可执行的文件（文件格式以.so为 扩展名，该文件组成的库称之为“可执行动态库”）。

  Java端需要有JVM和Class类（得到Class对象后，就可以调用该Class中的方法）；C/C++端需要有function函数与function.lib函数库。C/C++的函数通过JNI机制去调用Java端的Class方法；Java端通过JNI机制去调用C/C++端的函数或者函数库。JNI在此充当C/C++与Java通信的桥梁。

  Java源码经过被编译后生成了.class文件(Java字节码)，通过类加载器将字节码加载到Java类库中，然后再JVM中对字节码进行解释 、翻译后才可以被计算机所识别出来；而C/C++经过编译后，生成了一个.exe文件，没有Java中将数据装载到虚拟机中进行解释、翻译这一步，两者从编译到运行的基本过程比较：C/C++-->（*.exe）-->机器，Java-->(*.class)-->JVM-->机器，这是 C/C++的运行效率高于Java的原因。

4.NDK与JNI的关系 

Java通过JNI机制和C/C++沟通的具体步骤：

a.编写包含native本地方法的Java类

b.通过javah工具生成C/C++语言的头文件

c.使用C/C++语言实现头文件

d.使用交叉编译工具对C/C++本地代码进行编译，最后通过链接生成*.so可执行的C/C++库

e.实际执行Java代码去和本地的C/C++代码相互沟通

5.JNI中的Java VM与JNIEnv对象

   在标准的Java平台下，每一个进程里可以产生很多Java VM对象，每一个Java VM对象都有一个与之对应的Java VM对象，但是在Android平台上，每一个进程只能产生一个Dalvik VM对象，也就是说一个Android的进程中是通过有且只有一个虚拟器对象来服务所有的Java和C/C++代码

   Android中的JNIEnv对象与Dalvik的Java VM具体关系：

a. JNIEnv *内部包含一个指针，指针指向Dalvik的Java VM对象的Function Table，JNIEnv *关于程序执行环境众多函数正式来源于Dalvik虚拟机

b.Android中每当一个Java线程第一次要调用本地C/C++代码时，Dalvik虚拟机实例会为该Java线程产生一个JNIEnv*指针

c.Java每条线程在和C/C++相互调用时的JNIEnv*是相互独立的，互不干扰，这就提升了并发执行时的安全性

d.当本地的C/C++代码想获得当前线程所要使用的JNIEnv时可以使用Dalvik VM对象的Java VM* jvm->GetEnv()方法，该方法即会返回当前线程所在的JNIEnv *

6.Java、Dalvik VM、C/C++的运行机制与流程

a.Java的dex字节码和C/C++的*.so同时运行Dalvik VM之内，共同使用一个进程空间。

b.Java和C/C++可以相互调用，其调用的关键均是Dalvik VM

c.一般而言，比较经典的模式是Java通过JNI的C组件和C++相互沟通，一般的业务处理代码是放在C++中的

d.C++代码处于核心的控制地位具有更高的价值

   当Java代码需要C/C++代码时，在Dalvik虚拟机加载进*.so库时，会先调用JNI_OnLoad()函数，此时就会把Java VM对象的指针存储于C层JNI组件的全局环境中。在Java层调用C层的本地函数时，调用C本地函数的线程必然会通过Dalvik VM来调用C层的本地函数，此时Dalvik虚拟机会为本地的C组件实例化一个JNIEnv指针，该指针指向Dalvik 虚拟机的具体的函数列表，当JNI 的C组件调用Java成的方法或者属性时，需要通过JNIEnv指针来进行调用

   当C++组件主动调用Java的方法或属性时，需要 通过JNI的C组件把JNIEnv指针传递给C++组件，此后，C++组件即可通过JNIEnv指针来掌控Java层代码。

关于android系统的图像处理再多说一句，运行时间长的操作尽量都放在服务器端，否则用户会崩溃的。