JNI和NDK基础：文件操作

# 1. JNI和NDK简介

## 1.1 什么是JNI？

JNI（Java Native Interface）是Java编程语言的一种机制，允许Java代码和本地代码（如C、C++）进行交互。通过JNI，Java程序可以调用本地方法，也可以被本地方法调用。这为Java程序提供了更广泛的能力，以便应对系统级别的开发需求。

JNI的核心机制是通过Java本地方法接口定义本地方法，并在Java代码中进行声明使用。在运行时，Java虚拟机会加载本地库，并在Java代码中调用本地方法，完成Java代码与本地代码的交互。

## 1.2 什么是NDK？

NDK（Native Development Kit）是Android官方提供的工具集，用于开发Android应用的本地代码库（通常是C、C++代码）。NDK可以让开发者在Android应用中使用C、C++来实现部分功能，以提升性能或重用现有的本地代码库。通过NDK，开发者可以直接访问设备硬件，进行底层优化以及实现跨平台开发。

## 1.3 JNI和NDK的作用和应用场景

JNI和NDK的主要作用是帮助开发者在Java应用中嵌入本地代码，实现Java与本地代码的互操作。其主要应用场景包括但不限于：

- 提升性能：通过使用本地代码优化算法或处理密集型计算，提高应用性能。
- 跨平台开发：将现有C、C++代码库集成到Android应用中，实现代码重用。
- 访问底层硬件：使用NDK可以直接访问设备硬件，实现更底层的功能。

通过JNI和NDK的应用，开发者可以更灵活地使用不同语言、技术栈来开发Android应用，实现更丰富、高效的功能。

# 2. JNI和NDK环境搭建

在本章节中，我们将详细讨论如何搭建JNI和NDK的开发环境，为后续的JNI和NDK开发做好准备。

### 2.1 配置JNI环境

为了配置JNI环境，首先需要确保你的开发环境中已经安装了Java Development Kit (JDK)。然后按照以下步骤进行配置：

1. 设置JAVA_HOME环境变量，指向你的JDK安装路径。
2. 配置Android Studio项目，使其能够与JNI交互。
3. 创建JNI接口文件，定义需要在Java和C/C++之间交互的函数。

以下是一个简单的JNI接口文件的例子（HelloJNI.java）：

public class HelloJNI {
    static {
        System.loadLibrary("HelloJNI");  // 加载名为"HelloJNI"的本地库
    }

    // 声明一个本地方法，由C/C++实现
    public native String sayHello();
    // 主函数，调用本地方法
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(new HelloJNI().sayHello());
    }
}

### 2.2 配置NDK环境

要配置NDK环境，首先需要下载NDK工具包，并设置NDK的路径。

1. 下载NDK工具包并解压到指定目录。
2. 设置NDK路径，例如在Android Studio中配置local.properties文件中的ndk.dir属性。
3. 配置CMakeLists.txt文件，以便编译C/C++代码。

以下是一个简单的CMakeLists.txt文件示例：

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

add_library(
    HelloJNI
    SHARED
    HelloJNI.c
)

# 链接静态库
target_link_libraries(
    HelloJNI
    android
    log
)

### 2.3 在Android Studio中使用JNI和NDK

在Android Studio中使用JNI和NDK，可以通过创建JNI目录，并将相关的C/C++源文件放入其中。然后在Android.mk和Application.mk文件中配置库信息，以便编译生成共享库文件。

配置完毕后，可以在Java代码中加载本地库，并调用其中定义的本地方法。这样就可以实现Java与C/C++之间的交互。

在本章节中，我们介绍了如何配置JNI和NDK的开发环境，为后续的JNI和NDK开发工作做好了准备。在接下来的章节中，我们将深入探讨JNI和NDK的基础知识和应用。

# 3. JNI基础

JNI（Java Native Interface）允许Java代码和本地代码（如C、C++）进行交互，为Java开发者提供了调用本地方法的能力。在Android开发中，JNI常用于优化性能或调用系统底层的一些功能。

#### 3.1 JNI数据类型

JNI支持的数据类型包括基本数据类型（如int、float、double等）、引用类型（如String、Array等）、指针类型等。在JNI中，这些数据类型的映射需要遵循一定的规则，以确保Java和本地代码之间的数据互通。

// Java代码
public native int add(int x, int y);

// Native代码
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_JNIExample_add(JNIEnv *env, jobject obj, jint x, jint y) {
    return x + y;
}

**代码总结：** 上面的例子展示了在JNI中实现一个简单的加法操作。在JNI中，使用`JNIEXPORT`和`JNICALL`宏定义来声明本地方法，以实现Java和Native代码的交互。