JNI学习-android下JNI开发，-androidjni

来源： javaer 分享于 2021-09-15 点击 29226 次点评：171

JNI学习-android下JNI开发，-androidjni

android下JNI开发

what 什么是JNI

JNI java native interface native本地 java本地接口
通过JNI可以实现java和本地代码之间相互调用
jni可以看做是翻译实际上就是一套协议

why 为什么要用JNI

Java 一处编译到处运行
- ①java运行在虚拟机上 JNI可以扩展java虚拟机的能力让java代码可以调用驱动
- ②java是解释型语言运行效率相对较低 C/C++的效率要高很多通过jni把耗时操作方法C/C++可以提高java运行效率
- ③ java代码编译成的.class 文件安全性较差, 可以通过jni 把重要的业务逻辑放到c/c++去实现,c/c++反编译比较困难安全性较高
C历史悠久 1972年就出现了C，40多年的历史。通过JNI可以调用优秀的C开源类库

How 怎么用JNI

java
JNI开发流程 NDK native develop kit

C基本语法

CHelloWorld

#include<stdio.h>    // 相当于 java的import .h c的头文件 stdio.h standard io 标准输入输出 
#include<stdlib.h>   // stdlib standard library 标准函数库    java.lang 
/**
*/
main(){    // public static void main(String[] args)
       printf("helloworld!\n");  //System.out.println();   "\n"换行符 
       system("javac Hello.java");
       system("java Hello");
       system("notepad");
       system("pause"); //system执行windows的系统命令 
       }

C的基本数据类型

java基本数据类型
boolean 1
byte 1
char 2 char 1个字节
short 2 short 2
int 4 int 4
long 8 long 4
float 4 float 4
double 8 double 8

C语言基本类型

char, int, float, double, long,short, signed, unsigned, void
计算类型的长度：sizeof(“类型”)返回int类型的长度
占位符：%d
printf(“内容”);
java基本数据类和C语言的一些区别
1.Java中char类型的长度为2个字节，C语言中的长度为1个字节
2.Java中long类型的长度为8个字节，C语言中的长度为4个字节
C99标准规定：long类型的规定，不小于整形。
3.C语言中没有byte
4.C语言中 boolean类型，0表示flase,非零表示true
signed : 有符号：-128~127 = -2^7~ 2^7-1
unsigned：无符号 0~255 = 0~2^8-1

void: 无类型，代表任意类型
* signed 有符号数最高位是符号位可以表示负数但是表示的最大值相对要小
* unsigned 无符号数最高位是数值位不可以表示负数表示的最大值相对要大
* signed unsigned 只能用来修饰整形变量 char short int long
* C没有 boolean byte C用0和非0表示false true

C的输出函数

%d  -  int
%ld – long int
%lld - long long
%hd – 短整型
%c  - char
%f -  float
%lf – double
%u – 无符号数
%x – 十六进制输出 int 或者long int 或者short int
%o -  八进制输出
%s – 字符串

占位符不要乱用要选择正确的对应类型否则可能会损失精度

C字符串

C没有String类型 C的字符串实际就是字符数组
C数组定义 [ ]只能再变量名之后

C字符串两种定义方式

char str[] = {'h','e','l','l','o','\0'};//注意'\0'字符串结束符
char str[] = "你好"; //这种定义方式不用写结束符 可以表示汉字

C的输入函数

scanf(“占位符”, &地址);
& 取地址符
C字符串不检查下标越界使用时要注意

内存地址的概念

声明一个变量,就会立即为这个变量申请内存,一定会有一个对应的内存地址
没有地址的内存是无法使用的
内存的每一个字节都有一个对应的地址
内存地址用一个16进制数来表示
32位操作系统最大可以支持4G内存
- 32位系统的地址总线为32位,也就是说系统有2^32个数字可以分配给内存作为地址使用

指针入门 **

指针和指针变量的关系
指针就是地址，地址就是指针
地址就是内存单元的编号
指针变量是存放地址的变量
指针和指针变量是两个不同的概念
但是要注意：通常我们叙述时会把指针变量简称为指针，实际它们含义并不一样

指针里存的是100, 指针: 地址–具体
指针里存的是地址, 指针: 指针变量 – 可变

为什么要使用指针
· 指针的重要性
直接访问硬件 (opengl 显卡绘图)
快速传递数据(指针表示地址)
返回一个以上的值(返回一个数组或者结构体的指针)
表示复杂的数据结构(结构体)
方便处理字符串
指针有助于理解面向对象

int i = 123;
//一般计算机中用16进制数来表示一个内存地址
printf(“%#x\n”,&i);
//int* int类型的指针变量 pointer指针指针变量只能用来保存内存地址
//用取地址符&i 把变量i的地址取出来用指针变量pointer 保存了起来
//此时我们可以说指针pointer指向了 i的地址
int* pointer = &i;
printf(“pointer的值 = %#x\n”,pointer);
printf(“*pointer的值%d\n”,*pointer);
*pointer = 456;
printf(“i的值是%d\n”,i);
system(“pause”);
指针常见错误
- 声明了指针变量后未初始化直接通过*p 进行赋值操作运行时会报错
  - - 未赋值的指针称为野指针
- 指针类型错误如int* p 指向了double类型的地址, 通过指针进行读取操作时,读取值会出错

指针的练习

值传递和引用传递(交换两个数的值)

引用传递本质是把地址传递过去

所有传递其实本质都是值传递，引用传递其实也是传递一个值，但是这个值是一个内存地址

void swap(int* p, int* p2){
    int temp = *p;
    *p = *p2;
    *p2 = temp; 
}
main(){
    int i = 123;
    int j = 456;
    //将i, j的地址传递过去
    swap(&i,&j);
    printf("i = %d, j = %d", i, j);
}

返回多个值
- 把地址作为参数传入函数中，当函数执行完毕时，参数的值就已经被修改了

多级指针

int* p; int 类型的一级指针 int** p2; int 类型的二级指针
二级指针变量只能保存一级指针变量的地址
有几个* 就是几级指针 int*** 三级指针

通过int类型三级指针操作int类型变量的值 ***p

    int i = 123;
    //int类型一级指针 
    int* p = &i;
    //int 类型 二级指针 二级指针只能保存一级指针的地址 
    int** p2 = &p;
    //int 类型 三级指针  三级指针只能保存二级指针的地址 
    int*** p3 = &p2;
    //通过p3 取出 i的值
    printf("***p3 = %d\n", ***p3);

多级指针案例取出子函数中临时变量的地址

数组和指针的关系

数组占用的内存空间是连续的
数组变量保存的是第0个元素地址，也就是首地址
*(p + 1):指针位移一个单位，一个单位是多少个字节，取决于指针的类型

指针的长度

不管变量的类型是什么，它的内存地址的长度一定是相同的
类型不同只决定变量占用的内存空间不同
32位环境下，内存地址长度都是4个字节，所以指针变量长度只需4个字节即可
区分指针类型是为了指针位移运算方便

堆栈概念静态内存分配动态内存分配

栈内存
- 系统自动分配
- 系统自动销毁
- 连续的内存区域
- 向低地址扩展
- 大小固定
- 栈上分配的内存称为静态内存
静态内存分配
- 子函数执行完，子函数中的所有局部变量都会被销毁，内存释放，但内存地址不可能被销毁，只是地址上的值没了
- 特点：静态内存是程序编译执行后系统自动分配,由系统自动释放，静态内存是栈分配的；

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
/**
  静态内存分配 
  在主函数中定义一个指针，指针传递给子函数，子函数给赋值 
  静态内存是系统是程序编译执行后系统自动分配,由系统自动释放
*/
func(int** pAddress){  
  int i = 110;    
  *pAddress = &i;     

}    

main()
{

     int* p;      

     func(&p);  

     printf("*p=%d\n",*p);  
     printf("*p=%d\n",*p);  
     printf("*p=%d\n",*p);  
     printf("*p=%d\n",*p);  
     printf("*p=%d\n",*p);   

     system("pause");           
}

堆内存
- 程序员手动分配
  - java：new
  - c：malloc
- 空间不连续
- 大小取决于系统的虚拟内存
- C：程序员手动回收free
- java：自动回收
- 堆上分配的内存称为动态内存

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
/**
  动态内存分配 
*/
func(int** pAddress){  
         int i = 110;
         int* temp; 
         //动态的申请一块内存空间 
         temp =malloc(sizeof(int)); //返回的是在堆内存中的一块地址 

         //把申请出来的内存赋值为i;
         *temp = i; 
         //把堆内存中的一块地址赋值给 一级指针变量 pAddress
         *pAddress = temp;


         //把申请的内存回收掉
         free(temp); 


}    


main()
{

     int* p;    

     func(&p); 

     printf("*p=%d\n",*p);  
     printf("*p=%d\n",*p);  
     printf("*p=%d\n",*p); 
     printf("*p=%d\n",*p);  



     system("pause");           
}

特点：申请完之后，只要不回收就会一直在内存中存在子函数的值，可以被主函数长时间的保留。

知识拓展

动态内存和静态内存
静态内存是程序编译执行后系统自动分配,由系统自动释放, 静态内存是栈分配的.
动态内存是开发者手动分配的, 是堆分配的.

（1）从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量，static 变量。
（2）在栈上创建。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。
（3）从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc 或new 申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用free 或delete 释放内存。动态内存的生存期由我们决定，使用非常灵活，但问题也最多.
堆和栈的区别:
1.申请方式
栈:
由系统自动分配.例如,声明一个局部变量int b; 系统自动在栈中为b开辟空间.例如当在调用涵数时，需要保存的变量，最明显的是在递归调用时，要系统自动分配一个栈的空间，后进先出的，而后又由系统释放这个空间.
堆:
需要程序员自己申请，并指明大小，在c中用malloc函数
如char* p1 = (char*) malloc(10); //14byte
但是注意p1本身是在栈中的.
2 申请后系统的响应
栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。
堆：首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样，代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。

3.申请大小的限制
栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在WINDOWS下，栈的大小是2M（vc编译选项中可以设置,其实就是一个STACK参数,缺省2M），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。
堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。

4.申请效率的比较：
栈:由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。
堆:由malloc/new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.

5.堆和栈中的存储内容
栈:在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可执行语句）的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈的，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。
当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。
堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。

6.内存的回收
栈上分配的内存，编译器会自动收回；堆上分配的内存，要通过free来显式地收回,否则会造成内存泄漏。
堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出：
使用栈就像我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自由度小。
使用堆就像是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由度大。

# include <stdio.h>
# include <malloc.h>  //不能省  malloc 是 memory(内存) allocate(分配)的缩写(stdlib.h库里有
malloc这个库)
int main(void)
{
  int i = 5; //分配了4个字节 静态分配   11 行
  int * p = (int *)malloc(4); //12行
     /*
       1. 要使用malloc函数，必须添加malloc.h这个头文件
       2. malloc函数只有一个形参，并且形参是整型
       3. 4表示请求系统为本程序分配4个字节
       4. malloc函数只能返回第一个字节的地址
       5. 12行分配了8个字节, p变量占4个字节， p所指向的内存也占4个字节
       6. p本身所占的内存是静态分配的， p所指向的内存是动态分配的    
     */
  *p = 5; //*p 代表的就是一个int变量， 只不过*p这个整型变量的内存分配方式和11行的i变量的分配方式不同
  free(p); //freep(p)表示把p所指向的内存给释放掉  p本身的内存是静态的，不能由程序员手动释放，p本身的内存只能在p变量所在的函数运行终止时由系统自动释放 
  printf("大家好！\n");
  return 0;
}

动态数组的创建方式

动态数组的创建步骤
1、让用户输入一个长度
2、根据长度，分配内存空间
3、让用户把数组中的元素依次的赋值；
4、接收用户输入扩展数组长度
5、根据扩展的长度重新分配空间
6、把扩展长度的元素让用户赋值；
7、输出数组

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
/**
  动态数组的创建 
  1、让用户输入一个长度
  2、根据长度，分配内存空间
  3、让用户把数组中的元素依次的赋值；
  4、接收用户输入扩展数组长度
  5、根据扩展的长度重新分配空间 
  6、把扩展长度的元素让用户赋值；
  7、输出数组 

  malloc(长度);

  realloc(数组，长度)重新分配空间  

*/



main()
{

  //1、让用户输入一个长度
   printf("请输入数组的长度：");
   int length;
   scanf("%d",&length); 
   printf("你输入的长度为：%d\n",length);
  //2、根据长度，分配内存空间
  // int* == int iArray[] 
  int* iArray = malloc(length * 4);//分配出指定元素的总空间：3个元素，3 * 4 = 12； 
  //3、让用户把数组中的元素依次的赋值；
  int i;
  for(i = 0;i < length;i++){
          printf("请输入第[%d]元素的值：",i);
          scanf("%d",iArray + i);
  }     
  //4、接收用户输入扩展数组长度
    printf("请输入扩展的长度：");
    int supportLength ;    
    scanf("%d",&supportLength); 
    printf("扩展的长度为：%d\n",supportLength);

  //5、根据扩展的长度重新分配空间 
    iArray = realloc(iArray,(length + supportLength) * 4);

  //6、把扩展长度的元素让用户赋值；
  for(i=length;i<(length + supportLength);i++){
        printf("请输入扩展第[%d]元素的值：",i);  
        scanf("%d",iArray + i);                 
  }                     

  //7、输出数组 
     for(i = 0;i < length + supportLength;i++){

              printf("iArray[%d]=%d\n",i,*(iArray +i));

      }  

     system("pause");     


}

函数指针

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
/**
  函数指针 

*/


int add(int x,int y){
   return x + y;     
}

main()
{

     //函数指针
     int (*pf)(int x,int y); 
     //函数指针赋值
     pf =  add;
     //调用函数指针
     int result =  pf(30,10);

     printf("ressult=%d\n",result);


     system("pause");         

}

结构体

结构体中的属性长度会被自动补齐，这是为了方便指针位移运算
结构体中不能定义函数，可以定义函数指针
程序运行时，函数也是保存在内存中的，也有一个地址
结构体中只能定义变量
函数指针其实也是变量，它是指针变量
函数指针的定义返回值类型(*变量名)(接收的参数);
函数指针的赋值: 函数指针只能指向跟它返回值和接收的参数相同的函数

结构体指针

(*stuPoint).age 等价于 stuPoint->age

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

//结构体指针 

//定义结构
struct student{
    int age;//4个字节 
    float score;//4个字节 
    char sex;   //1个字节 
} ;     
main(){
       //使用结构体 
       struct student stu = {18,98.9,'W'};

       //结构体指针
       struct student* point = &stu;

       struct student** point2 = &point;

       //取值运算(*point).age  等价于 point->age  
       printf("(*point).age ==%d\n",(*point).age ); 
       printf("point->age ==%d\n",point->age ); 
       printf("point->score ==%f\n",point->score ); 
       printf("point->sex ==%c\n",point->sex ); 
       //赋值运算
       point->age = 20; 
       point->score = 100;
       point->sex = 'M';
       printf("point->age ==%d\n",point->age ); 
        printf("point->age ==%d\n",point->age ); 
       printf("point->score ==%f\n",point->score ); 
       printf("point->sex ==%c\n",point->sex );  

       //二级结构体指针取值 (*point).age  等价于 point->age   所以  (**point).age 等价于 (*point)->age
        printf("(**point2).age ==%d\n",(**point2).age ); 
        printf("(*point2)->age ==%d\n",(*point2)->age ); 
        //二级指针赋值
         (**point2).age = 2000;
           printf("(**point2).age ==%d\n",(**point2).age ); 
        printf("(*point2)->age ==%d\n",(*point2)->age ); 
       system("pause"); 
}

联合体

长度等于联合体中定义的变量当中最长的那个
联合体只能保存一个变量的值
联合体共用同一块内存
应用场景-各个类型之间方便转换

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
/*
联合体 


*/ 
//定义一个结构体 
struct Date {
      int year;
      int month;
      int day;
}; 
//定义一个联合体，特点，所有的字段都是使用同一块内存空间； 
union Mix {
     long i; //4个字节 
     int k; //4个字节 
     char ii;//1个字节 
};
main() { 
       printf("date:%d\n",sizeof(struct Date)); 
       printf("mix:%d\n",sizeof(union Mix)); 

       //实验 
        union Mix m;
        m.i = 100;
        m.k = 123;
        printf("m.i=%d\n",m.i);         
        printf("m.k=%d\n",m.k);            
       system("pause");
}

枚举

值是递增
默认值是从0开始

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
/*
枚举中的变量是递增的
默认是0开始 
*/
enum WeekDay {
     Monday=0,Tuesday,Wednesday,Thursday,Friday,Saturday,Sunday
};


main() {
       enum WeekDay day = Wednesday;
       printf("%d\n",day);
       system("pause");
}

Typedef别名

定义：在类中把名字很长的方法用简写或者代替方式
声明自定义数据类型，配合各种原有数据类型来达到简化编程的目的的类型定义关键字。
在计算机编程语言中用来为复杂的声明定义简单的别名；

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h>
typedef int i;
typedef long l;
main() {
       i m = 10;
       l n = 123123123;
       printf("%d\n", m);
       printf("%ld\n", n);
       system("pause");       
}

NDK

JNI是一套协议，而NDK是一个工具包。英文全称Native Develop Kits(本地开发工具包)
作用：Android提供的用来做JNI开发的工具包

NDK开发详细流程
1. 安装配置NDK
1). 解压NDK的zip包到非中文目录
2). 配置path : 解压后NDK的根目录—–>ndk-build

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