将 so|JNI|NDK 之间的关系说明白

妖狐艹你老母 2023-06-10 10:25 10阅读 0赞

> 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 ###

> `so` 是 `shared 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 `Unix` 和 `Linux` 系统中。[【参考：安卓so文件是什么，又是如何开发出来的呢？ 】][so_]  
> 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` 和 `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”】][Android_ _JNI]

既然知道了`Android`系统中可以通过 `JNI` 和 `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`吧

### 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：

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

[【以上内容参考：Android JNI】][Android JNI]

`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 】][JNI_]，[【Android JNI(一)——NDK与JNI基础】][Android JNI_NDK_JNI]

`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]

更多`硬件访问服务的资料`：  
[【Android硬件访问服务-Service】][Android_-Service]  
[【Android驱动（一）硬件访问服务学习之（二）Android通过硬件访问服务访问硬件】][Android_Android]

在 `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.  
> ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0lUeGlhb2Rvbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70]

使用教程[【NDK 入门指南】][NDK]  
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`和`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。

[so_]: https://www.imooc.com/article/72564
[Android_ _JNI]: https://jason--liu.github.io/2017/12/23/hal-jni/
[Android JNI]: https://blog.csdn.net/weixin_38503885/article/details/81870624
[JNI_]: https://www.cnblogs.com/porter/p/9399716.html
[Android JNI_NDK_JNI]: https://www.jianshu.com/p/87ce6f565d37
[Android]: https://blog.csdn.net/zhouhuacai/article/details/78169511
[Android_-Service]: https://blog.csdn.net/itdo_just/article/details/76082491
[Android_Android]: https://blog.csdn.net/fengyuwuzu0519/article/details/55271199
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[NDK]: https://developer.android.google.cn/ndk/guides