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将 so|JNI|NDK 之间的关系说明白

最近在了解公司历史的发展,发现了公司产品中几乎都要使用 so 文件,不禁好奇这个 so 到底是何方神圣。

so 文件

soshared object 的缩写,见名思义就是共享的对象,机器可以直接运行的二进制代码。so 主要存在于 UnixLinux 系统中。【参考:安卓so文件是什么,又是如何开发出来的呢? 】
它是 c/c++ 实现的功能函数集合,并对外提供标准的接口,外层可以通过这个接口调用c/c++的代码。在 Android 系统上普遍用于调用系统的硬件接口。

那么,Android 系统为什么要使用.so文件呢?

Android 系统应用基本都是基于 Java 语言开发,而Java语言是不能直接访问Android系统底层的硬件接口。而Android系统中可以通过 JNI硬件访问服务去访问系统底层的硬件接口。比如:开启蓝牙、关闭蓝牙等

这里还有一个问题:为什么 Java不能直接访问Android系统底层的硬件呢?

  1. Java语言是跨平台的。【个人想法】:跨平台就会导致最后使用的平台是不确定的,因此要访问的底层硬件接口也是不确定的。
  2. Android 是基于 Linux 系统,而有些Linux系统调用是不支持Java的,比如ioctl,只能C/C++才能调用。【参考:Android硬件访问服务(一)
    “使用JNI直接操作硬件”】

既然知道了Android系统中可以通过 JNI硬件访问服务去访问系统底层的硬件接口。
那么先来了解一下什么是JNI

JNI

定义:Java Native Interface,即 Java本地接口
作用: 使得Java 与 本地其他类型语言(如C、C++)交互
即在 Java代码 里调用 C、C++等语言的代码 或 C、C++代码调用 Java 代码

特别注意:

  • JNIJava 调用 Native 语言的一种特性
  • JNI 是属于 Java 的,与 Android 无直接关系

JNI 代码经过编译之后在Unix/Linux系统上就会生成 .so文件,通过调用Java代码调用.so中的接口方法即可实现硬件的访问。

JNI相关的内容还是比较复杂的,可以自行搜索了解,这里只是简单介绍。
可以参考这两篇系列【JNI详解—从不懂到理解 】【Android JNI(一)——NDK与JNI基础】

JNI方式去访问硬件有一个弊端,就是只能一个应用调用一个硬件接口,而多个应用去调用该硬件接口就会出现冲突,那么硬件访问服务的方式就是解决JNI的弊端。

硬件访问服务的定义如下:

访问硬件资源的程序只能并且只有一个,我们称之为System Server, 其它要访问这个硬件资源的APP必须要给Server发请求,由Server间接的操作硬件,从而实现资源的访问。这个就称之为硬件访问服务。【参考:Android访问硬件的方法】

Android 系统下 JNI 可以通过NDK快速实现。那么NDK又是什么呢?

NDK

NDK全称:Native Develop Kit,是 Android的一个工具开发包 NDK是属于 Android 的,与Java并无直接关系.
图片描述

使用教程【NDK 入门指南】
通过Android Studio编译之后就可以生成 .so文件,之后就可以愉快的将 .so文件集成到项目中了。

总结

我们首要目的就是要了解.so文件的作用是用来访问系统底层的硬件接口,而Android应用基本都是Java开发,而Java不支持直接访问硬件,但是Android提供了两种方式去访问硬件接口:JNI硬件访问服务JNI的方式编译后会产生.so文件。同时Android还给开发者提供了NDK这个开发工具包,开发者可以使用NDK快速实现 JNI的功能。

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