在NDK开发中如何正确创建JNI方法

在Android NDK开发中，Java Native Interface (JNI) 允许Java代码与C/C++代码交互。正确创建JNI方法对于确保Java能够正确调用本地代码至关重要。本文将详细介绍如何在C++文件中创建JNI方法。

JNI方法命名规则

JNI方法的命名遵循严格的约定，格式如下：

Java_{包名}_{类名}_{方法名}

其中：

• 包名中的点(.)要替换为下划线(_)
• 类名和方法名保持不变

示例解析

让我们分析你提供的示例代码：

#include <jni.h>
#include <string>
#include <unistd.h>extern "C" {
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_example_MainActivity_getString(JNIEnv *env, jobject obj) {std::string cppStr = "Hello JNI";return env->NewStringUTF(cppStr.c_str()); // 必须用 JNIEnv 创建 Java String
}
}

这个例子中：

1. Java - 固定前缀，表示这是一个JNI方法
2. com_example - 包名com_example的转换形式
3. MainActivity - 包含native方法的Java类名
4. getString - Java中定义的native方法名

创建JNI方法的步骤

1. 确定Java端的native方法声明

首先在Java类中声明native方法：

package com_example;public class MainActivity extends AppCompatActivity {// 声明native方法public native String getString();// 加载包含实现的本地库static {System.loadLibrary("native-lib");}
}

2. 在C++中实现对应的方法

根据Java端的声明，在C++文件中实现对应的方法：

#include <jni.h>
#include <string>extern "C" {
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_example_MainActivity_getString(JNIEnv *env, jobject obj) {std::string cppStr = "Hello JNI";return env->NewStringUTF(cppStr.c_str()); // 必须用 JNIEnv 创建 Java String
}
}

3. 关键元素说明

• extern "C"：确保C++编译器按C语言方式处理函数名（避免名称修饰）
• JNIEXPORT：宏定义，确保方法在动态库中可见
• JNICALL：与调用约定相关的宏
• jstring：返回类型，对应Java的String
• JNIEnv*：指向JNI环境的指针，提供访问JNI功能的方法
• jobject：调用该native方法的Java对象引用（相当于Java中的this）

常见问题解决

1. UnsatisfiedLinkError：通常是由于方法名不匹配导致的，检查包名、类名和方法名是否完全一致
2. 方法找不到：确保方法签名正确，包括参数和返回类型
3. 特殊字符处理：如果类名包含$（如内部类），需要替换为_00024

自动化工具

为了避免手动编写容易出错的长方法名，可以使用以下方法：

1. 使用javah工具自动生成头文件
2. 在Android Studio中，定义好Java native方法后，按Alt+Enter可以让IDE帮你生成对应的C++方法声明

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** extern "C" 的作用**

（1）防止 C++ 的名称修饰（Name Mangling）

• C++ 支持函数重载，编译器会对函数名进行修饰（Name Mangling），在编译后的二进制文件中，函数名会被修改成包含参数和返回类型的唯一标识符。
  • 例如，int foo(int) 可能被编译成 _Z3fooi，而 float foo(float) 变成 _Z3foof。
• 但 JNI 要求函数名必须严格按照 Java_包名_类名_方法名 的格式，不能有任何改动，否则 Java 在加载动态库时会找不到对应的函数，导致 UnsatisfiedLinkError。
• extern "C" 告诉 C++ 编译器：“不要对这个函数进行名称修饰，保持原样”，这样 JNI 才能正确链接到它。

（2）确保 C 语言风格的链接方式

• C 语言没有函数重载，所以它的函数名在编译后不会改变。
• JNI 底层是用 C 语言实现的，所以 JNI 调用的函数必须符合 C 语言的命名规则。
• extern "C" 强制让 C++ 代码以 C 语言的方式进行编译和链接，从而兼容 JNI 的调用机制。

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为什么 JNI 需要 extern "C"？

• Java 通过动态链接库（.so 或 .dll）调用 C/C++ 函数时，必须精确匹配函数名。
• 如果没有 extern "C"，C++ 的函数名会被编译器修改，导致 Java 在运行时找不到对应的函数，报错：

  java.lang.UnsatisfiedLinkError: No implementation found for ...
  

• 使用 extern "C" 后，函数名保持不变，例如：

  extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL
  Java_com_example_MainActivity_helloFromJNI(JNIEnv* env, jobject thiz) {return env->NewStringUTF("Hello from C++!");
  }
  

  编译后，函数名仍然是 Java_com_example_MainActivity_helloFromJNI，Java 可以正确调用它。

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如何使用 extern "C"？

（1）单个函数

extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_example_MainActivity_getMessage(JNIEnv* env, jobject thiz) {return env->NewStringUTF("Hello from C++!");
}

（2）多个函数（用 {} 包裹）

extern "C" {  // 告诉编译器，以下所有函数都按 C 语言方式编译JNIEXPORT jstring JNICALLJava_com_example_MainActivity_getMessage(JNIEnv* env, jobject thiz) {return env->NewStringUTF("Hello from C++!");}JNIEXPORT jint JNICALLJava_com_example_MainActivity_add(JNIEnv* env, jobject thiz, jint a, jint b) {return a + b;}
}

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如果不加 extern "C" 会怎样？**

• C++ 编译器会修改函数名，例如：

  // C++ 代码
  JNIEXPORT jstring JNICALL
  Java_com_example_MainActivity_getMessage(JNIEnv* env, jobject thiz);
  

  可能会被编译成类似 _Z30Java_com_example_MainActivity_getMessageP7JNIEnv_P8_jobject 的形式。
• Java 调用时，仍然会按照 Java_com_example_MainActivity_getMessage 查找，结果找不到，导致 UnsatisfiedLinkError。

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为什么#include <jni.h> #include <unistd.h>可以放在extern "C"里面

** #include 和 extern "C" 的关系**

• #include 是预处理器处理的，它在编译之前就被展开（即把头文件的内容复制到当前文件）。
• extern "C" 是编译器处理的，它影响的是编译后的函数名修饰和链接方式。
• 因此，#include 可以放在 extern "C" 里面或外面，对最终代码没有影响（只要包含的头文件正确）。

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为什么有人会把 #include 放在 extern "C" 里面？

（1）确保头文件里的函数以 C 方式编译

如果某个头文件（例如 jni.h 或第三方 C 库）本身是用 C 语言编写的，但被 C++ 代码包含，那么：

• 如果头文件没有自带 extern "C" 保护，可能会导致 C++ 编译器错误地尝试对 C 函数进行名称修饰（Name Mangling），导致链接错误。
• 因此，手动用 extern "C" 包裹 #include，可以强制让该头文件里的所有声明按 C 方式编译。

示例

extern "C" {#include <jni.h>   // 确保 jni.h 里的 JNI 函数按 C 方式编译#include <unistd.h> // 确保 unistd.h 里的 C 函数（如 sleep()）按 C 方式编译
}

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更规范的做法：让头文件自己处理 extern "C"

大多数标准 C 头文件（如 <jni.h> 和 <unistd.h>）已经自带了 extern "C" 保护，例如：

• jni.h 内部通常会有：

  #ifdef __cplusplus
  extern "C" {
  #endif// JNI 函数声明...#ifdef __cplusplus
  }
  #endif
  

  这样，无论你是用 C 还是 C++ 包含它，都能正确编译。

• unistd.h（POSIX 标准头文件）通常也有类似的保护。

所以，即使你不手动加 extern "C"，直接 #include <jni.h> 也能正常工作。

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推荐写法

（1）如果头文件已经保护，直接 #include 在外面

#include <jni.h>      // jni.h 自带 extern "C" 保护
#include <unistd.h>   // unistd.h 也自带保护extern "C" {// 只包裹需要导出的 JNI 函数JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_NativeLib_nativeMethod(JNIEnv* env, jobject obj);
}

（2）如果头文件没有 extern "C" 保护（罕见情况），手动包裹

extern "C" {#include "my_legacy_c_lib.h"  // 假设这个头文件没有 extern "C" 保护
}// 然后正常写 JNI 函数...