JNIProject

要想实现调用c或c++代码，需要知道什么是ndk和jni(一)，
然后要把支持c/c++的打包编译环境配置好了(二)，
然后开始动手写调用C/C++的方法声明，方法声明编写完成了(三)，
需要动手写代码了，需要了解怎么转换数据类型和调用什么方法后(四)，
就能开始编写jni代码了(五)，
代码编写好了运行调试(六)，
后期提高需要了解jni的技巧(七)，
以及NDK库中提供的API(八)。

一、NDK简介

NDK:(本地开发工具集)是google 提供给开发者用来开发的一套工具，包括编译、集成打包，提供一套完整的库等
JNI:(Java 本地接口)是用来实现Java和Native层之间相互调用的桥梁
ndk-build:ndk-build脚本用于在NDK中心启动构建脚本
共享库(so库):将native代码编译成so库
ABI:不同的cpu有不同的架构，所编译出来的so库也要对应不同的CPU架构指令集
Android.mk: 用来定义引导ndk-build来编译的步骤、模块、名称等
Application.mk:描述应用需要的模块，如对应的ABI,工具链等
Cmake文件:在使用cmake工具来编译时使用到的编译文件

二、构建项目

** 三种集成构建jni的方式 ** 
    ndkbuild模块使用：ndk自动编译:通过在build.gradle文件中加入一些配置来调用android.mk文件进行编译so库
    ndkpro模块使用 ndk手动编译：通过命令行进入存放android.mk文件目录下，使用ndk-build命令进行手动编译，生成so库
    默认app模块使用cmake自动编译：在android studio创建新项目的时候进行勾选c++依赖 ，能够自动配置好环境。

三、native方法声明创建

** 三种方法签名生成方式 **
    javah生成方法签名：对带有native方法的类，进行编译获取class文件，使用javah命令对class文件进行获取对应的头文件，头文件中就是对应的native方法名
    采用android studio 自动创建方法签名:必须使用自动编译方式才能够有使用android studio 的自动提示功能进行创建native方法名
    采用JNI_Load 方式创建方法签名:通过jni提供的方法对native方法进行动态的注册，

JNI_OnLoad方式实现native方法声明。

在通过System.loadLibrary("xx.so"); 这个方法后,会去找是否有这个JNI_Onload方法，通过这个方法可以告诉VMso库使用哪一个JNI版本，
可以在这个函数里面进行注册方法，
调用env->RegisterNatives(clzz,methods,number);// clzz：带有native 的java方法所在的类对象，methods:一个函数映射数组，number:数组中的个素

四、JNI接口学习

通过jni.h文件，了解jni的对java的基本数据类型、对象数据类型 ，以及数据类型的签名的规则了解，以及提供了
进行相互调用、相互转化的方法学习。

JavaVM 和 Env 的关系

    1.JavaVM 是虚拟机在jni层的一个代表，JNI全局只有一个，
    2.JNIEnv 是一个线程相关的结构体，它代表了java的运行环境 。
        每一个线程都会有一个，不同的线程中不能相互调用，每个JNIEnv都是线程专有的。
        jni中可以拥有很多个JNIEvn，可以使用它来进行java层和native层的调用。
    3.JNIEnv 是一个指针，指向一个线程相关的结构，线程相关结构指向了JNI函数指针数组。
        这个数组里面定义了大量的JNI函数指针。
        在同一个线程中，多次调用JNI层方法，传入的JNIEvn都是相同的。
        在java层定义的本地方法，可以在不同的线程中调用，因此是可以接受不同的JNIEvn。

C与C++中的JNIEnv区别

    C中的JNIEnv是：指向JNINativeInterface结构体的指针 .
    调用时：（*env)->getStringUTF() 。JNINativeInterface结构体中定义了大量的函数指针。这些函数指针指向与java相关的变量有关的函数。
    
    解析 JNIEnv* : C语言环境中的 typedef const struct JNINativeInterface* JNIEnv , JNIEnv* env 等价于 JNINativeInterface** env1 (指向结构体地址的指针), 
    要想根据二级指针env1 获取JNINativeInterface 结构体中定义的函数指针, 首先获取 指向结构体的一级指针, 获取方法是 (env1), 
    因此调用当中的函数指针指向的方法要这样 : (env1)->FindClass(JNIEnv, const char); 
    即，JNIEnv 是一个指针，当函数传入了JNIEnv* env后，env它变成了一个二级指针，然后要获取到结构体中的函数，
    就要变成一级指针，则变成（*env) 变成了一级指针，就可以调用里面的函数指针。    
    
    C++中JNIEnv为_JNIEnv结构体，_JNIEnv是对JNINativeInterface结构体的的封装，最终会调用JNINativeInterface中的函数。它是个二级指针，他在_JNIEnv中做了一个封装调用，env->getStringUTF();
    解析 JNIEnv* : 定义是这种 typedef _JNIEnv JNIEnv, JNIEnv* env 等价于 _JNIEnv* env1, 因此调用 _JNIEnv 中定义的函数指针指向的函数的时候,
     仅仅须要 使用 env1->FindClass(JNIEnv, const char) 就可以
    即：JNIEnv 是个结构体，而JNIEnv* env是个指针，指向了_JNIEnv结构体中，可以直接调用里面的函数指针，_JNIEnv 结构体基于JNINativeInterface结构体中的函数指针进行封装。

五、Java层与native层数据类型转换以及互调方法

    基本数据类型、String类型
    一维数组、二维数组、对象数组等数据类型
    复杂对象数据
    集合对象类型
    集合嵌套数据类型

native层直接调用java层获取Env 和 JavaVM

  JVM：  1.在JNI_Onload()函数里会传入JVM,然后保存为变量
         2.通过JNI_CreateJavaVM()方法获取jvm，一般不允许自己调用
         3.在有env情况下通过env->GetJavaVM();
  Env:  1.jvm->GetEnv(); //获取，
        2.jvm->AttachCurrentThread();获取。保存为变量。

六、调试与排错：

    通过android studio能够很方便的对jni、native层代码进行断点调试，日志输出等，以及进行常见错误的排查

七、JNI技巧

    如果要深入了解，编写更好的jni代码，就需要对jni有更深入的了解

八、NDK学习

    想要更深入学习，还可以学习NDK中为我们提供的一些对底层操作的API
    NDK中的重要组成部分就是APIS ,它由四个部分组成，分别是神经网络系统、语音、视频和图像、绘图软件组成。
    在有支持的设备上NN API 为TensorFlow Lite 和其他机器学习框架，提供了硬件加速功能。NN API 提供了大概三十个神经网络的运算单元，可以满足大多数机器学习系统的需求，
    语音方面是Oboe ,Oboe是谷歌开源软件，封装了NDK中的AAudio 和OpenSL ES
    在视频方面的是Camera2 API ,它可以使C/C++ 的程序直接控制摄像头，借助于NDK中HardwareBuffer ,从摄像头中进来的图像，可以直接与图形软件共享。省去了中间复制的环节。
    在图形处理方面，主要有两个新的功能，一个是Vulkan ，一个是宽色域。Vulkan是新一代跨平台的图形API ,在能支持的设备上，vulkan应用软件直接控制GPU。能够并行处理。8.0引进了宽色域运行模式。 
    NDK编译工具提供了编译器比如Clang/LLVM ,no more GCC Unified headers ,还提供了可独立使用工具，如Simpleperf、ndk-build、 shader compilers.