1：前言

在 Android 生态中主要有 C/C++、Java、Kotlin 三种语言 ，它们的关系不是替换而是互补。其中，C/C++ 的语境是算法和高性能，Java 的语境是平台无关和内存管理，而 Kotlin 则融合了多种语言中的优秀特性，带来了一种更现代化的编程方式；

JNI 是实现 Java 代码与 C/C++ 代码交互的特性， 思考一个问题 —— Java 虚拟机是如何实现两种毫不相干的语言的交互的呢？今天，我们来全面总结 JNI 开发知识框架。

1.1 为什么要使用 JNI？

JNI（Java Native Interface，Java 本地接口）是 Java 生态的特性，它扩展了 Java 虚拟机的能力，使得 Java 代码可以与 C/C++ 代码进行交互。通过 JNI 接口，Java 代码可以调用 C/C++ 代码，C/C++ 代码也可以调用 Java 代码。

这就引出第 1 个问题（为什么要这么做）：Java 为什么要调用 C/C++ 代码，而不是直接用 Java 开发需求呢？我认为主要有 4 个原因：

•原因 1– Java 天然需要 JNI 技术：虽然 Java 是平台无关性语言，但运行 Java 语言的虚拟机是运行在具体平台上的，所以 Java 虚拟机是平台相关的。因此，对于调用平台 API 的功能（例如打开文件功能，在 Window 平台是 openFile 函数，而在 Linux 平台是 open 函数）时，虽然在 Java 语言层是平台无关的，但背后只能通过 JNI 技术在 Native 层分别调用不同平台 API。类似的，对于有操作硬件需求的程序，也只能通过 C/C++ 实现对硬件的操作，再通过 JNI 调用；

•原因 2– Java 运行效率不及 C/C++：Java 代码的运行效率相对于 C/C++ 要低一些，因此，对于有密集计算（例如实时渲染、音视频处理、游戏引擎等）需求的程序，会选择用 C/C++ 实现，再通过 JNI 调用；

•原因 3– Native 层代码安全性更高：反编译 so 文件的难度比反编译 Class 文件高，一些跟密码相关的功能会选择用 C/C++ 实现，再通过 JNI 调用；

•原因 4– 复用现有代码：当 C/C++ 存在程序需要的功能时，则可以直接复用。

问题2：（为什么可以这么做）：为什么两种独立的语言可以实现交互呢？

因为 Java 虚拟机本身就是 C/C++ 实现的，无论是 Java 代码还是 C/C++ 代码，最终都是由这个虚拟机支撑，共同使用一个进程空间。JNI 要做的只是在两种语言之间做桥接。

1.2：JNI开发的基本流程

一个标准的 JNI 开发流程主要包含以下步骤：

1、创建HelloWorld.java，并声明 native 方法sayHi()；

2、使用 javac 命令编译源文件，生成HelloWorld.class字节码文件；

3、使用 javah 命令导出HelloWorld.h头文件（头文件中包含了本地方法的函数原型）；

4、在源文件HelloWorld.cpp中实现函数原型；

5、编译本地代码，生成Hello-World.so动态原生库文件；

6、在 Java 代码中调用System.loadLibrary(…)加载 so 文件；

7、使用 Java 命令运行 HelloWorld 程序。

1.3 JNI性能误区

JNI 本身本身并不能解决性能问题，错误地使用 JNI 反而可能引入新的性能问题，这些问题都是要注意的：

•问题 1– 跨越 JNI 边界的调用：从 Java 调用 Native 或从 Native 调用 Java 的成本很高，使用 JNI 时要限制跨越 JNI 边界的调用次数；

•问题 2– 引用类型数据的回收：由于引用类型数据（例如字符串、数组）传递到 JNI 层的只是一个指针，为避免该对象被垃圾回收虚拟机会固定住（pin）对象，在 JNI 方法返回前会阻止其垃圾回收。因此，要尽量缩短 JNI 调用的执行时间，它能够缩短对象被固定的时间（关于引用类型数据的处理，在下文会说到）。

1.4 注册JNI函数的方式

Java 的native方法和 JNI 函数是一一对应的映射关系，建立这种映射关系的注册方式有 2 种：

•方式 1– 静态注册：基于命名约定建立映射关系；

•方式 2– 动态注册：通过JNINativeMethod结构体建立映射关系。

关于注册 JNI 函数的更多原理分析，见注册 JNI 函数。

1.5 加载So库的时机

so 库需要在运行时调用System.loadLibrary(…)加载，一般有 2 种调用时机：

1、在类静态初始化中：如果只在一个类或者很少类中使用到该 so 库，则最常见的方式是在类的静态初始化块中调用；

2、在 Application 初始化时调用：如果有很多类需要使用到该 so 库，则可以考虑在 Application 初始化等场景中提前加载。

2： JNI模板代码

3：参考文献

JNI 从入门到实践，万字爆肝详解！