раскрывая тайну того, как Android использует Java-код в нативных приложениях
2023-03-21 07:11:48
Android 中的 Java 代码
作为移动领域的巨头，Android 系统以其基于 Linux 内核的开放性著称。它为各种设备，如智能手机、平板电脑和智能手表，提供了统一的平台。值得注意的是，虽然 Java 是 Android 应用程序开发的主力军，但 C++ 也扮演着至关重要的角色。这为开发者带来了低级编程的优势，包括卓越的性能和对硬件资源的直接访问。
从 Java 程序调用原生函数
那么，如何在原生应用程序中融合 Java 代码呢？Android 提供了几种途径。一种方法是借助 Java Native Interface (JNI)。JNI 允许开发者在 Java 程序中调用原生函数。这样，Java 代码便能触及设备的硬件资源，例如摄像头或麦克风。
举个例子，假设我们想要创建一个应用程序来捕获图像。我们可以使用 Java 中的 Camera 类来访问相机，然后使用 JNI 来调用原生函数以实际执行图像捕获操作。这段代码演示了如何使用 JNI 从 Java 程序调用 C++ 函数：
// Java 代码
import android.graphics.Bitmap;
import android.hardware.Camera;
public class CameraActivity {
public Bitmap takePicture() {
Camera camera = Camera.open();
Camera.Parameters parameters = camera.getParameters();
camera.setParameters(parameters);
camera.startPreview();
// 调用原生函数以捕获图像
long[] pixels = takePictureNative(camera);
camera.stopPreview();
camera.release();
// 从原生函数返回的像素数据创建位图
Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(pixels, 1024, 768, Bitmap.Config.ARGB_8888);
return bitmap;
}
// Native 函数声明
private native long[] takePictureNative(Camera camera);
// 加载原生库
static {
System.loadLibrary("camera-native");
}
}
// C++ 代码
#include <jni.h>
extern "C" JNIEXPORT jlongArray JNICALL Java_CameraActivity_takePictureNative(JNIEnv *env, jobject obj, jobject camera) {
// 在这里实现图像捕获的原生代码
}
DEX 代码的秘密
在调用 Java 程序中的原生函数时，DEX 代码扮演着至关重要的角色。DEX 代码是一种特殊的字节码格式，专为 Android 上的 Java 程序而设计。当应用程序启动时，DEX 代码会转换为机器码，由设备的处理器执行。
DEX 代码是由 DEX 编译器从 Java 字节码生成的。DEX 编译器会将 Java 字节码转换成更紧凑、更高效的 DEX 代码。然后，DEX 代码会被打包到应用程序的 APK 文件中，这是 Android 应用程序的主要包格式。
应用程序启动后，DEX 代码会从 APK 文件中提取并加载到内存中。接下来，DEX 代码会被 Dalvik 虚拟机 (DVM) 转换成机器码。DVM 是用于在 Android 上运行 Java 程序的虚拟机。DVM 将 DEX 代码转换成处理器可以执行的机器码。
结论
Android 中的 Java 代码与原生代码的结合提供了灵活性和性能的完美融合。通过 JNI 和 DEX 代码，开发者可以将 Java 代码的便利性与原生代码的强大功能无缝集成。这种方法为开发人员创造了无限的可能性，让他们能够构建出功能强大且高效的移动应用程序。
常见问题解答
-
JNI 和 NDK 有什么区别？
JNI (Java Native Interface) 提供了一种机制，允许 Java 代码调用原生代码。而 NDK (Native Development Kit) 提供了一组工具和库，用于在 Android 中开发原生代码。 -
DEX 代码是做什么的？
DEX 代码是一种字节码格式，用于优化 Java 程序在 Android 设备上的执行。它比 Java 字节码更紧凑、更高效。 -
Dalvik 虚拟机 (DVM) 的作用是什么？
DVM 是一种虚拟机，负责执行 Android 设备上的 Java 程序。它将 DEX 代码转换成处理器可以执行的机器码。 -
使用 JNI 有什么缺点？
使用 JNI 的一个缺点是增加了代码的复杂性，因为它涉及两个不同的编程语言。此外，JNI 调用可能会比直接原生代码调用更慢。 -
Android 中除了 Java 和 C++，还有哪些语言可以使用？
除了 Java 和 C++ 之外，Android 还支持 Kotlin、Rust 和 Python 等其他编程语言。
