1 首先了解NDK

NDK（Native Development Kit）是針對(duì) Android 平臺(tái)的一套開(kāi)發(fā)工具肄满，允許開(kāi)發(fā)者使用 C、C++ 等原生編程語(yǔ)言編寫(xiě) Android 應(yīng)用的部分代碼瘤缩。通過(guò)使用 NDK政冻，開(kāi)發(fā)者可以實(shí)現(xiàn)更高性能、更復(fù)雜的計(jì)算和處理任務(wù)瓢宦，同時(shí)可以重用現(xiàn)有的 C/C++ 代碼庫(kù)。

NDK 提供了一系列的工具和庫(kù)灰羽，包括編譯器驮履、調(diào)試器、標(biāo)準(zhǔn) C/C++ 庫(kù)等廉嚼，使得開(kāi)發(fā)者可以方便地在 Android 應(yīng)用中集成原生代碼玫镐。使用 NDK 進(jìn)行開(kāi)發(fā)需要注意一些細(xì)節(jié)，例如處理好原生代碼與 Java 代碼之間的交互怠噪、處理不同 CPU 架構(gòu)的兼容性等恐似。

總的來(lái)說(shuō)，NDK 是為那些需要在 Android 平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)高性能計(jì)算或者需要重用現(xiàn)有 C/C++ 代碼的開(kāi)發(fā)者提供的工具集傍念，它可以幫助他們更靈活矫夷、高效地開(kāi)發(fā) Android 應(yīng)用。

概括來(lái)說(shuō)NDK就是android應(yīng)用可以進(jìn)行c++代碼開(kāi)發(fā)的工具憋槐，因?yàn)閍ndroid應(yīng)用本身是跑在javaVM上的

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通過(guò)這張圖 我們可以知道java應(yīng)用通過(guò)jni可以調(diào)用c++本地代碼

2 什么是JNI

在java機(jī)制中就存在java調(diào)用c++的操作双藕，這被稱(chēng)為JNI調(diào)用，當(dāng)然android也支持并且相對(duì)于android簡(jiǎn)單很多阳仔，通過(guò)JNI可以實(shí)現(xiàn)java調(diào)用c++代碼忧陪，c++代碼調(diào)用java代碼
注意點(diǎn)
1 因?yàn)镴NI本身是java虛擬機(jī)的一部分，所以你的應(yīng)用程序在任何滿足JNI機(jī)制的虛擬機(jī)上都可以執(zhí)行
2 JNI程序無(wú)法自由跨平臺(tái)近范，因?yàn)樵诓煌到y(tǒng)有不同的庫(kù)函數(shù)和cpu指令集赤嚼，所以不同系統(tǒng)JNI實(shí)現(xiàn)的c++函數(shù)有所區(qū)別，所以需要現(xiàn)在不同的系統(tǒng)下對(duì)c++文件構(gòu)成的庫(kù)進(jìn)行編譯

3 為什么使用JNI

滿足android 通過(guò)java代碼調(diào)用c++代碼執(zhí)行相關(guān)操作

4 JNI的角色

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可以看到在java和c++的中間橋梁就是jni

JNI下一共涉及到三個(gè)角色：C/C++代碼顺又、本地方法接口類(lèi)更卒、Java層中具體業(yè)務(wù)類(lèi)

JNI的簡(jiǎn)要流程

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5 JNI數(shù)據(jù)類(lèi)型

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這里能看到j(luò)ni支持的java類(lèi)型在jni側(cè)的轉(zhuǎn)換

6 JNIEnv

JNIEnv理解為當(dāng)前java線程的執(zhí)行環(huán)境，一個(gè)JVM對(duì)應(yīng)一個(gè)javaVM結(jié)構(gòu)稚照，但是一個(gè)JVM可以創(chuàng)建多個(gè)java線程蹂空，這里每個(gè)線程的TLS都會(huì)保存屬于自己的JNIEnv，這也就代表果录，JNIEnv不能在不同線程共享使用上枕，JNIEnv是一個(gè)函數(shù)表，內(nèi)部的函數(shù)方法可以支持在c++代碼中操作java數(shù)據(jù)調(diào)用java方法弱恒，所以只要本地代碼拿到了JNIEnv就可以在本地方法中調(diào)用java代碼

重點(diǎn) JNIEnv 一個(gè)線程對(duì)應(yīng)一個(gè)辨萍，不可共享

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6.1 JNIEnv是什么

線程相關(guān)的結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)代表java在本線程的運(yùn)行環(huán)境

6.2 JNIEnv和JAVAVM的區(qū)別

JNIEnv 在JNI層存在多個(gè)，一個(gè)線程一個(gè) 不共享
JAVAVM 一個(gè)JVM 是JAVA虛擬機(jī)在本地層的一個(gè)代表

6.3 JNIEnv的創(chuàng)建和釋放

jint AttachCurrentThread(JNIEnv** p_env, void* thr_args)  JNIEnv的創(chuàng)建

jint DetachCurrentThread(){ return functions->DetachCurrentThread(this); } JNIEnv的釋放

6.4 JNIEnv與線程

1 JNIEnv和線程是一一對(duì)應(yīng)的锈玉，不同線程間的JNIEnv是不可共享的

2 本地方法匹配多個(gè)JNIEnv原因是爪飘，是因?yàn)閖ava方法可以接受傳遞進(jìn)來(lái)的JNIEnv

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從這里我們知道 一個(gè)JVM 只會(huì)有javaVM結(jié)構(gòu)體，但是javaVM可以根據(jù)不同線程創(chuàng)建多個(gè)JNIEnv 都會(huì)存入ThreadLocal拉背，同時(shí)JNIEnv里嗎保存著JNI函數(shù)的指針數(shù)組來(lái)保證在本地c++代碼中操作java數(shù)據(jù)調(diào)用java方法

7 了解JNI方法

7.1 創(chuàng)建java對(duì)象

jobject NewObject(JNIEnv *env, jclass clazz,jmethodID methodID, ...)：
jobject NewObjectA(JNIEnv *env, jclass clazz,jmethodID methodID, const jvalue *args)：
jobject NewObjectV(JNIEnv *env, jclass clazz,jmethodID methodID, va_list args)：

第一個(gè)參數(shù)jclass表示創(chuàng)建的哪個(gè)java類(lèi)對(duì)象
第二個(gè)參數(shù)jmethodID表示創(chuàng)建對(duì)象用到的構(gòu)造方法

7.2 創(chuàng)建Java類(lèi)中的String對(duì)象

jstring NewString(JNIEnv *env, const jchar *unicodeChars,jsize len)

第一個(gè)參數(shù) 指向unicode字符串的指針
第二個(gè)參數(shù) unicode字符串的長(zhǎng)度

如果無(wú)法構(gòu)建师崎，嘗試使用NewStringUTF方法創(chuàng)建UTF格式的java字符串

jstring NewStringUTF(JNIEnv *env, const char *bytes)

該方法用于創(chuàng)建UTF-8格式的java字符串
第一個(gè)參數(shù) 指向UTF-8格式的java字符串指針

7.3 創(chuàng)建java基本類(lèi)型數(shù)組

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創(chuàng)建jni類(lèi)型數(shù)組

7.4 創(chuàng)建自定義類(lèi)型數(shù)組

jobjectArray NewObjectArray(JNIEnv *env, jsize length,
jclass elementClass, jobject initialElement);

第一個(gè)參數(shù) 數(shù)組長(zhǎng)度
第二個(gè)參數(shù) 數(shù)組類(lèi)型
第三個(gè)參數(shù) 數(shù)組初始對(duì)象

7.5 獲取數(shù)組元素

jobject GetObjectArrayElement(JNIEnv *env,
jobjectArray array, jsize index);

第一個(gè)參數(shù) 數(shù)組
第二個(gè)參數(shù) 數(shù)組索引

7.6 獲取數(shù)組長(zhǎng)度

jsize GetArrayLength(JNIEnv *env, jarray array);

第一個(gè)參數(shù)是數(shù)組

8 引用

對(duì)于java環(huán)境下new出來(lái)的對(duì)象，不需要考慮內(nèi)存的創(chuàng)建和釋放椅棺，因?yàn)镴VM會(huì)替我們?nèi)プ隼缯郑侨绻鹙ava對(duì)象傳到c++側(cè)就會(huì)產(chǎn)生引用，一旦出現(xiàn)引用两疚，jvm是無(wú)法回收這個(gè)對(duì)象

8.1局部引用

對(duì)于局部引用來(lái)說(shuō)很常見(jiàn)的一種情況床估，NewObject方法就可以返回一個(gè)java對(duì)象的局部引用，但是局部引用的有效期只是在函數(shù)體內(nèi)诱渤，出去后會(huì)自動(dòng)釋放顷窒，這樣JVM是可以回收c++代碼中所謂的java對(duì)象

當(dāng)然如果你創(chuàng)建的對(duì)象占用了大量?jī)?nèi)存，可以在釋放該對(duì)象的時(shí)候調(diào)用DeleteLocalRef函數(shù)源哩，來(lái)刪除本地引用

注意點(diǎn)
c++中通過(guò)JNIEnv創(chuàng)建的java對(duì)象，不要讓c++來(lái)引用或者c++指針來(lái)指向鸦做，如果java對(duì)象的內(nèi)存被釋放了励烦，那么你會(huì)訪問(wèn)無(wú)效空間，導(dǎo)致程序錯(cuò)誤

8.2 全局引用

全局引用的特點(diǎn)是泼诱，不同線程坛掠，不同方法都可以拿到這個(gè)對(duì)象，但是需要手動(dòng)釋放
構(gòu)建和釋放函數(shù)如下

NewGlobalRef

ReleaseGlobalRef

8.3 弱全局引用

弱全局引用的特點(diǎn)和全局引用很像 治筒，不同線程屉栓，不同方法都可以拿到這個(gè)對(duì)象，也需要構(gòu)造和釋放耸袜，但是區(qū)別在于 弱全局引用 友多，他不會(huì)阻止GC來(lái)回收，所以使用要小心堤框，可能你要用的時(shí)候 他已經(jīng)被回收了 導(dǎo)致程序錯(cuò)誤
構(gòu)建和析構(gòu)函數(shù)如下

NewWeakGlobalRef

ReleaseWeakGlobalRef

8.4 引用比較

(*env)->IsSameObject(env, obj1, obj2)

通過(guò)IsSameObject判斷倆個(gè)引用指向的對(duì)象是否相同 返回jboolean類(lèi)型

注意點(diǎn)
在 Java 中域滥，isSameObject 是用于比較兩個(gè)對(duì)象引用是否指向同一個(gè)對(duì)象的方法。當(dāng)使用 isSameObject 方法比較弱全局引用（WeakReference）時(shí)蜈抓，與比較局部引用或全局引用的返回值意義是不同的启绰。

當(dāng)比較局部引用或全局引用時(shí)，isSameObject 返回 true 表示這兩個(gè)引用指向同一個(gè)對(duì)象沟使，返回 false 則表示指向不同的對(duì)象委可。

但是當(dāng)比較弱全局引用時(shí)，情況有所不同腊嗡。因?yàn)槿跞忠每赡芤呀?jīng)被 GC 回收着倾，所以如果其中一個(gè)引用已經(jīng)被回收拾酝，即使之前它們指向同一個(gè)對(duì)象，isSameObject 也會(huì)返回 false屈呕。只有當(dāng)兩個(gè)弱全局引用都指向同一個(gè)未被回收的對(duì)象時(shí)微宝，isSameObject 才會(huì)返回 true。

因此虎眨，在比較弱全局引用時(shí)蟋软，需要格外注意可能存在的回收情況，以避免出現(xiàn)意外的情況嗽桩。

demo如下

cpp
#include <jni.h>
#include <iostream>

int main() {
    JavaVM *jvm;
    JNIEnv *env;

    // 創(chuàng)建 JVM 實(shí)例
    JavaVMInitArgs vm_args;
    JavaVMOption options[1];
    options[0].optionString = "-Djava.class.path=<path_to_class_files>";
    vm_args.version = JNI_VERSION_1_8;
    vm_args.nOptions = 1;
    vm_args.options = options;
    vm_args.ignoreUnrecognized = JNI_TRUE;
    JNI_CreateJavaVM(&jvm, (void **)&env, &vm_args);

    // 加載 Java 類(lèi)
    jclass cls = env->FindClass("<YourClassName>");
    if (cls == nullptr) {
        std::cerr << "Failed to find class" << std::endl;
        return -1;
    }

    // 創(chuàng)建對(duì)象
    jmethodID constructor = env->GetMethodID(cls, "<init>", "()V");
    jobject obj = env->NewObject(cls, constructor);
    if (obj == nullptr) {
        std::cerr << "Failed to create object" << std::endl;
        return -1;
    }

    // 生成局部引用
    jobject localRef = env->NewLocalRef(obj);

    // 生成弱全局引用
    jobject weakRef = env->NewWeakGlobalRef(obj);

    // 使用引用
    if (env->IsSameObject(obj, localRef)) {
        std::cout << "obj and localRef point to the same object" << std::endl;
    }
    if (env->IsSameObject(obj, weakRef)) {
        std::cout << "obj and weakRef point to the same object" << std::endl;
    }

    // 釋放引用
    env->DeleteLocalRef(localRef);
    env->DeleteWeakGlobalRef(weakRef);

    // 銷(xiāo)毀 JVM 實(shí)例
    jvm->DestroyJavaVM();

    return 0;
}

首先JNI_CreateJavaVM構(gòu)造javaVM對(duì)象岳守，然后創(chuàng)建JNIEnv，接著通過(guò)JNIEnv的方法組獲取jClass碌冶，jMethod湿痢，構(gòu)建jObject 然后再構(gòu)建該對(duì)象的局部引用和弱全局引用，通過(guò)IsSameObject去做個(gè)引用比較扑庞，函數(shù)結(jié)尾釋放局部引用和弱全局引用

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