JNI, framework e APIs

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JNI, framework e APIs
APRESENTAÇÃO
Com o avanço dos hardwares, começaram a surgir grandes demandas por desenvolvimento de 
softwares, porém, dessa vez, para diversas plataformas com sistemas operacionais distintos.
Para atender à alta demanda de desenvolvimento de software, surgiram os conceitos de 
Application Programming Interface (API), frameworks, bem como a possibilidade de 
implementar sistemas utilizando bibliotecas nativas com Java Native Interface (JNI).
Basicamente, uma API fornece um serviço para ser integrado ao seu sistema e um framework 
oferece um molde para que você construa um sistema. Já o JNI facilita o desenvolvimento de 
funcionalidades únicas para diferentes sistemas de forma nativa pelo sistema operacional.
Nesta Unidade de Aprendizagem, você verá como tais ferramentas podem auxiliar no 
desenvolvimento de aplicações Android, bem como verificar exemplos de uso de cada conceito.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Reconhecer o papel de frameworks e APIs no desenvolvimento de aplicativos.•
Identificar o uso de JNI no acesso ao código nativo.•
Ilustrar o consumo de frameworks, APIs e JNI em uma aplicação mobile.•
DESAFIO
Ao desenvolver aplicações, empresas têm alto custo com pessoal, tempo e dinheiro. Quando é 
exigido o desenvolvimento para aplicações multiplataforma, tais custos podem se multiplicar. 
Tendo isso em vista, o planejamento acerca da escolha das ferramentas e da tecnologia que 
serão utilizadas no projeto é essencial, levando em consideração tempo e recursos disponíveis.
Elabore uma breve explicação indicando quais ferramentas e tecnologias você e sua equipe 
irão utilizar. Justifique sua escolha. 
INFOGRÁFICO
Serviços oferecidos por APIs, em geral, são amplamente utilizados e testados. 
Funcionalidades como autenticação são comuns em aplicativos Android. É comum que, para 
essas funcionalidades, recorra-se a APIs. Além de otimizar o processo de desenvolvimento, isso 
também pode tornar a experiência do usuário melhor.
Neste Infográfico, você irá conhecer algumas APIs oferecidas pelo Google e pelo Facebook para 
aplicativos Android. 
CONTEÚDO DO LIVRO
Ao prover soluções tecnológicas, tanto com software quanto com hardware, é necessário que a 
equipe de desenvolvimento tenha conhecimento sólido acerca das ferramentas que serão 
utilizadas para apoiar o desenvolvimento das aplicações. Isso é necessário para que sejam 
selecionadas as ferramentas corretas conforme a necessidade do projeto.
Caso a equipe não tenha domínio ou selecione uma ferramenta não compatível com o projeto, 
podem-se gerar altos custos ao desenvolvimento, bem como pode ocorrer o não cumprimento do 
prazo estipulado.
No capítulo JNI, framework e APIs, da obra Programação mobile, base teórica desta Unidade 
de Aprendizagem, você aprenderá a reconhecer o papel de frameworks e APIs no 
desenvolvimento de aplicativos, identificar o uso de JNI no acesso ao código nativo e ilustrar o 
consumo de frameworks, APIs e JNI em uma aplicação mobile.
Boa leitura.
PROGRAMAÇÃO 
MOBILE
Camila Andrade Santos
JNI, framework e APIs
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Reconhecer o papel de framework e APIs no desenvolvimento de 
aplicativos.
  Identificar o uso da JNI no acesso a código nativo.
  Ilustrar o consumo de framework, APIs e JNI em uma aplicação mobile.
Introdução
Com a evolução tecnológica, o mercado tem exigido cada vez mais o 
desenvolvimento em larga escala de aplicações que abarcassem os mais 
diversos dispositivos. Em vista disso, para que as empresas consigam 
entregar aplicativos conforme a alta demanda, elas têm buscado utilizar o 
auxílio de frameworks e APIs que permitem o “reúso de código”, resultando 
em rapidez de construção de aplicações para os mais diversos aplicativos.
Neste capítulo, você verá a diferença entre frameworks e APIs, bem 
como suas exemplificações durante o desenvolvimento de aplicações 
mobile, além de observar o funcionamento do uso de JNI seguido de 
um exemplo prático.
1 Frameworks e APIs
A demanda por desenvolvimento de software desktop, web ou mobile tem au-
mentado devido à crescente aceitação e utilização de dispositivos tecnológicos 
pela população. Na década de 1970, ocorreu a denominada “crise do software”, 
termo que expressa as difi culdades de desenvolvimento de software diante do 
crescimento acelerado da demanda, da complexidade dos problemas a serem 
resolvidos e da inexistência de técnicas estabelecidas para o desenvolvimento 
de sistemas que funcionassem adequadamente ou pudessem ser validados.
Nesta década houve muitos problemas relacionados a prazos e custos no 
desenvolvimento de software, o que ocorreu devido à baixa produtividade, 
baixa qualidade de desenvolvimento e difícil manutenção de software. Além 
desses problemas, havia imprecisão nas estimativas de prazos e custos, pro-
blema de produtividade das pessoas da área de desenvolvimento de software, 
o que não acompanhava a demanda de desenvolvimento; prazos ultrapassados; 
custos acima dos previstos; além do que, a facilidade com a manutenção não 
era discutida durante o desenvolvimento do sistema, com isso os custos de 
manutenção acabavam sendo altos.
Um exemplo da crise do desenvolvimento de software é a Ariane 5 — 
projeto espacial da agência Europeia que custou em torno de US$ 8 bilhões, 
durou 10 anos de desenvolvimento, e explodiu cerca de 40 segundos após 
sua decolagem, causando na destruição do foguete e da carga um prejuízo 
avaliado em mais de US$ 500 milhões (MATSUBARA, 1997). A falha foi 
causada devido à conversão de dados de ponto flutuante de 60 bits para o 
valor inteiro assinado de 16 bits. O valor convertido possuía um valor maior 
que o que poderia ser representado por um número inteiro assinado de 16 bits.
Para contornar tal situação e tentar minimizar a distância entre o desenvol-
vimento do hardware e do software criou-se uma área de estudo denominada 
engenharia de software, na qual se buscou elaborar melhores metodologias e 
ferramentas para o desenvolvimento de software. A engenharia de software 
auxiliou principalmente a linguagem de programação (procedimental, modular 
e orientada a objetos) e a sistematização e automatização da documentação 
do programa e testes (PRESSMAN; MAXIM, 2016).
Após tantas melhorias atribuídas ao processo de desenvolvimento de soft-
ware, atualmente temos disponíveis diversas linguagens de programação, 
ambientes de desenvolvimento (IDEs — integrated development environment), 
frameworks, APIs (application programming interface), bibliotecas, dentre 
outros, para otimizar e padronizar o processo de desenvolvimento. Nesta seção 
discutiremos acerca de frameworks e APIs.
Uma API nada mais é do que uma maneira de integrar sistemas, de forma 
que os dados trocados entre os sistemas tenham segurança e que haja facilidade 
nesta troca de informações, mesmo que os sistemas tenham linguagens de 
programação distintas. Assim, podemos resumir que uma API é um conjunto 
de definições e protocolos usados no desenvolvimento e na integração de 
software (RED HAT, [2020?]).
Quando falamos que uma API pode comunicar um sistema a outro, você 
pode se perguntar: “mas por que um software iria se comunicar com outro?”. 
Atualmente, há disponível na internet uma infinidade de serviços e produtos 
que podem compor um sistema de forma a agilizar seu processo de desen-
volvimento. Por exemplo, caso você esteja desenvolvendo um sistema que irá 
JNI, framework e APIs2
monitorar ou apresentar a localização para o usuário, você não precisa imple-
mentar um serviço de mapas do início, você pode simplesmente utilizar a API 
do Google Maps. A utilização de APIs acaba simplificando o desenvolvimento 
de aplicações, pois não é necessário saber como a API foi implementada, e 
gera-se, com isso, economia de recursos, como tempo, dinheiro e pessoal.
As APIs costumaser vistas como contratos, com documentações que 
representam um acordo entre as partes interessadas, ou seja, os software que 
se comunicarão. Se uma das partes enviar uma solicitação remota estruturada 
de uma forma específica, estará determinando como o software da outra parte 
responderá. Observe a Figura 1.
Figura 1. Exemplo do funcionamento de API baseado na documentação de Widnet.
Fonte: Adaptada de OpenClipart-Vectors/Pixabay.com; Api Cep ([2020?]); Samuel1983/Pixabay.com.
No exemplo exposto na Figura 1, temos uma API que retorna para o usuário 
um endereço conforme um CEP requisitado. Na chamada da API, por meio 
da URL, conforme documentação, passa-se o CEP que se deseja encontrar o 
endereço, e ao final o formato que deseja receber o retorno. Em nosso exemplo, 
requisitamos um retorno no formato JSON, desta forma a resposta da API foi 
o endereço em JSON. Neste caso em nosso aplicativo, tratamos esse retorno 
para que possamos operar sobre esses dados.
Com isso, temos um contrato sobre como a mensagem deve ser enviada, 
e qual será o retorno dela sempre que requisitarmos. E isso acontecerá para 
todo tipo de API. Desta forma, temos que a utilização de API simplifica a 
forma com que desenvolvedores integram novos componentes de aplicações 
a uma arquitetura já existente, pois com as tecnologias evoluindo bem como 
os desejos dos clientes, as necessidades empresariais podem mudar rapida-
mente para responder a este mercado em constante transformação. Porém 
3JNI, framework e APIs
não podemos nos ater ao conceito de APIs como sendo somente a busca por 
algo externo ao sistema, pois há APIs que podem funcionar internamente, 
evitando o retrabalho.
Framework, por sua vez, está relacionado a “como fazer”. De maneira 
geral, um framework é um modelo de códigos já existentes para uma função 
específica, sendo esta função necessária para o desenvolvimento de software. 
Portanto frameworks possuem códigos comuns a diversos projetos, para que 
não seja necessário que os desenvolvedores produzam um novo código para 
funções que já existam.
O objetivo principal de frameworks é basicamente oferecer determinadas 
funcionalidades prontas, como por exemplo, inserção de um campo de texto 
ou campo de data, otimizando o tempo dos programadores com comandos 
básicos. Tais funcionalidades posteriormente podem ser utilizadas para o desen-
volvimento de novos projetos, e com isso pode-se atingir mais produtividade 
e focar em questões mais importantes, como por exemplo, a regra de negócio 
do sistema e a lucratividade ao reduzir custos e tempo. Observe a Figura 2.
Figura 2. Estrutura de uma casa.
Fonte: Globalplac (2019, documento on-line).
Imagine que a estrutura da casa exposta na Figura 2 seja um framework. 
O dono da casa define de que material serão as paredes, o telhado, como 
será a decoração, quais móveis conterão na casa, porém a estrutura da casa 
já está pronta. Se outra pessoa desejar fazer uma casa com este framework, 
a estrutura será a mesma, apenas os detalhes serão outros. Da mesma forma 
acontece no desenvolvimento. Caso as empresas “X” e “Y” desejem utilizar 
JNI, framework e APIs4
o mesmo framework, ambas trabalharão sobre a mesma estrutura, todavia o 
resultado poderá ser totalmente diferente.
Há ainda um terceiro conceito, em que comumente há confusões: biblio-
tecas. Quando buscamos por “biblioteca em programação”, encontramos 
diversos resultados relacionados a “reúso de código”, “soluções de problemas 
comuns da computação por meio de funções ou métodos”, “poupar tempo”, 
entre outros. Tais resultados são semelhantes ao que o framework provê, e 
com isso tem-se a confusão.
Bibliotecas são uma coleção de implementações de comportamentos escritos 
em uma linguagem que é importada para seu código, como por exemplo, a 
utilização da biblioteca java.lang.Math, da linguagem Java, que contém 
pequenos métodos para executar operações numéricas básicas. Dependendo da 
aplicação não é necessário importá-la por completo, basta importar apenas o 
que irá utilizar, como por exemplo, java.lang.Math.sqrt para cálculo 
de raiz quadrada.
Já um framework é uma estrutura real ou conceitual, que busca servir 
como um guia para a construção de algo no qual o que será construído herdará 
as características desta estrutura. Neste caso você não pode escolher o que 
importar, já que o framework decide o “como” será feito.
2 JNI — Java Native Interface
Uma das formas de desenvolver aplicações Android é utilizando o Native 
Development Kit (NDK), que é um conjunto de ferramentas que permitem 
incorporar códigos em linguagem C ou C++ em aplicações Android, permitindo 
a utilização de códigos nativos. A utilização de códigos nativos em aplicações 
Android pode ser desejada quando desenvolvedores buscam portabilidade das 
aplicações entre plataformas, reutilizar bibliotecas existentes ou fornecer suas 
próprias para reutilização, ou ainda, melhorar o desempenho em determinados 
casos, em especial nos de computação intensa, como jogos.
Para que uma aplicação seja considerada “nativa”, ela deve possuir os 
componentes a seguir (ANDROID DEVELOPERS, [2020?]).
  Bibliotecas compartilhadas nativas: o NDK compila as bibliotecas ou 
arquivos com extensão .so a partir de código fonte C/C++.
  Bibliotecas estáticas nativas: o NDK pode compilar bibliotecas estáti-
cas ou arquivos com extensão .a que podem ser vinculados a outras 
bibliotecas.
5JNI, framework e APIs
  Java Navite Interface (JNI): é uma interface de comunicação entre os 
componentes Java e C++.
  Interface Binárias de APP (ABI): define como deverá ser a interação 
entre o código de máquina do app e o sistema no momento da execução.
Nesta seção focaremos no componente JNI. Para compreendermos a dife-
rença entre a compilação de uma aplicação nativa Android e uma aplicação 
Android Java, temos que o Java é executado na máquina virtual Dalvik Virtual 
Machine, enquanto o código nativo é compilado em códigos binários em 
execução diretamente no sistema operacional (LIU, 2013). Assim, é necessário 
obter uma interface entre os “dois mundos”, para isso existe a JNI. Observe 
na Figura 3 o relacionamento entre o código Java e o código nativo.
Figura 3. Relacionamento entre o código Java e 
código nativo.
Fonte: Liu (2013, p. 39).
Neste relacionamento podemos observar o código Java executando sob a 
máquina virtual, enquanto que o código nativo comunica-se diretamente com 
o sistema operacional. Para que o código Java se comunique com o código 
nativo, é necessário antes passar pelo JNI, a ponte entre o que está executando 
na máquina virtual e o código nativo, permitindo que o código Java invoque 
métodos nativos. Desta forma a JNI facilita a comunicação bidirecional entre 
os dois tipos de códigos.
Como vimos, o JNI fornece um conjunto de funções C/C++ capazes de 
interagir com objetos Java. Tais funções são compostas por funções genéricas 
e outras específicas do programa para possibilitar a interação com o código 
escrito em Java. Os componentes nativos são compiladores, de modo que 
JNI, framework e APIs6
se crie uma biblioteca dinâmica, como por exemplo, .DDL ou ponto .so, 
que será importada pela classe Java que estabelece a interface com o código 
nativo, com isso o código escrito em Java poderá interagir com o código 
escrito em C/C++.
Na visão do Java, os objetos são passados como parâmetros para a função 
nativa, que por sua vez pode alterar dados desses objetos, executar seus métodos 
e retornar valores que também podem ser objetos Java. Assim, é transparente 
para o programa que a função chamada é nativa, e não Java.
Na visão do C/C++, deve-se implementar as funções a serem utilizadas em 
Java seguindo a convenção especificada por JNI para a escolha dos protótipos 
das funções/métodos. Os componentes C ou C++, quando em execução, podem 
utilizar quaisquer recursos, como se fossem um programa à parte regido em 
mesma linguagem. Ou seja, significa que se aplicam todas as preocupações 
quanto ao uso de memóriaalocada dinamicamente, vazamento de memória, 
uso correto de ponteiros, perda de referência a recursos tais como arquivos 
abertos, dentre outros (LIANG, 1999).
Outra questão a ser observada está relacionada com a portabilidade dessas 
funções. Além de uma biblioteca dinâmica criada em uma plataforma não 
servir em outra, muitas funções C ou C++ são dependentes do compilador, do 
ambiente de desenvolvimento e possivelmente até do sistema operacional utili-
zado ao compilador. Por isso, deve-se evitar o uso de recursos potencialmente 
incompatíveis entre plataformas de desenvolvimento e de execução, como por 
exemplo, o uso de bibliotecas vinculadas a uma determinada plataforma. Caso 
não sejam tomados alguns cuidados ao desenvolver aplicativos utilizando JNI, 
pode-se ter mais desvantagens do que vantagens.
Existem frameworks para diversos fins, como auxiliar a acessar bancos de dados ou 
facilitar a manipulação de imagens. Veja alguns exemplos de frameworks Android:
  Ormlite: facilita trabalhar com o banco de dados local SQLite, poupando o desen-
volvedor de escrever na linguagem SQL.
  Retrofit: facilita a integração de serviços REST de forma segura.
  Android Universal Image Loader: acelera o carregamento das imagens utilizando 
cache em memória e em disco.
  Robolectric: facilita no desenvolvimento e execução de testes.
  Appcelerator Titanium: oferece uma interface para projetar e desenvolver aplicativos 
visualmente, por meio de “arrasta e solta”.
7JNI, framework e APIs
3 Frameworks, APIs e JNI em aplicações Android
A seguir, abordaremos a utilização de cada uma dessas ferramentas aplicadas 
à construção de aplicações Android.
Framework — IONIC
Para exemplifi car a utilização de frameworks, vamos utilizar o framework 
IONIC. IONIC é um framework grátis e open source otimizado para criar 
aplicativos híbridos com html5, CSS e JavaScript para IOS6+ e Android 4.0+. 
Com a utilização deste framework, podemos reduzir pela metade o custo de 
desenvolvimento de aplicações, uma vez que pode-se produzir, em uma única 
vez, uma aplicação para Android e IOS, em vez de focar mão de obra para o 
desenvolvimento de aplicações em separado.
Para utilizar o IONIC, é necessário efetuar sua instalação, primeiramente, 
utilizando o comando npm install -g @ionic/cli. Após instalado, 
vamos criar um projeto. Ao criar um projeto, podemos escolher entre três tem-
plates, sendo um vazio (blank). Essa página contém uma página simples com 
código JavaScript mínimo; um com menu (sidemenu), este modelo possui várias 
páginas com todos os menus laterias; e um sem menu lateral (PHAN, 2015).
Após ter selecionado um modelo, vamos criar nosso projeto por meio do co-
mando ionic start <nome do aplicativo> <modelo>. Nesta unidade 
utilizaremos o modelo sidemenu e o nome do projeto será MeuApp (Figura 4).
$ ionic start MeuApp sidemenu
Figura 4. Iniciando um aplicativo mobile com Ionic.
JNI, framework e APIs8
Aparecerá uma opção para utilizar o framework Angular ou React. Neste 
exemplo iremos utilizar a opção Angular. Após o término da construção do 
projeto, aparecerá uma mensagem como da Figura 5.
Figura 5. Término da construção da aplicação mobile com Ionic.
Para verificarmos como está nosso aplicativo, basta digitar o comando 
“entrar” na pasta do aplicativo que criamos utilizando o comando cd MeuApp, 
e, em seguida, executar o comando ionic serve. Este comando indica 
que a aplicação será executa no navegador. Caso desejemos executar em um 
emulador Android, executaremos o comando ionic emulate android, 
ou ainda, para executar em um dispositivo, executamos o comando ionic 
run android, como exposto na Figura 6.
Figura 6. Execução da aplicação mobile no navegador.
9JNI, framework e APIs
Quando a aplicação concluir o processo de inicialização, apresentará a URL 
para acesso — no nosso caso é http://localhost:8100. No navegador teremos 
a saída apresentada na Figura 7.
Figura 7. Resultado da aplicação mobile utilizando o framework Ionic.
Dessa forma podemos criar nossa aplicação com base neste modelo. Para 
compilar o aplicativo para Android executamos o comando ionic build 
android, e para IOS, ionic build ios. Podemos notar a facilidade no 
desenvolvimento de aplicações utilizando frameworks.
JNI, framework e APIs10
API — Google Maps
Como um exemplo de utilização de API em aplicações Android temos a 
utilização de mapas. Ao invés de implementarmos um novo mapa, podemos 
consumir uma API de mapa fornecida pelo Google. Por meio do link https://
console.developers.google.com/cloud-resource-manager criaremos um projeto 
que receberá a API do Google. No link https://console.developers.google.com/
apis/library podemos verifi car todas as APIs disponibilizadas pelo Google. 
Vamos utilizar a API “Maps SDK for Android”. Ao encontrar clique em “ativar”. 
Após a API estar ativa na sua conta, é necessário gerar uma credencial para 
que sua aplicação possa acessar a API. Observe a Figura 8.
Figura 8. Geração de credencial para acessar a API Google Maps.
Para geração da credencial, vamos no menu, aba “APIs e serviços” e, em 
seguida, “credenciais”, “criar credenciais” e “chave de API”. Será gerada uma 
credencial para que possamos utilizar em nosso aplicativo para comunicar e 
consumir a API do Google Maps. De forma geral, a comunicação entre APIs 
e aplicações são autenticadas por meio de tokens ou chaves.
11JNI, framework e APIs
Figura 9. Geração de credencial para acessar a API Google Maps.
Lembre-se de marcar a opção “Apps para Android”. O funcionamento é 
similar caso queira que a aplicação se comunique com aplicações IOS. A chave 
gerada está apresentada no campo “API Key”. Esta API Key será inserida no 
arquivo strings.xml como apresentado na linha 3 da Figura 10.
Figura 10. Inserção da API Key do Google Maps no projeto.
No arquivo AndroidMainfest.xml adicione o código exposto a seguir, 
da configuração do arquivo AndroidMainfest.xml, que permitirá o 
acesso à rede externa.
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
<uses-permission android:name="android.permission.
ACCESS _ FINE _ LOCATION"/>
JNI, framework e APIs12
<uses-permission
 android:name="android.permission.WRITE _ EXTERNAL _ STORAGE"
 android:maxSdkVersion="22" />
<uses-permission
 android:name="android.permission.READ _ EXTERNAL _ STORAGE"
 android:maxSdkVersion="22" />
No arquivo activity_main.xml, insira o fragmento do código a seguir, 
que fará com que apareça o Google Maps na tela.
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<fragment xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/
android"
 android:id="@+id/map"
 android:layout _ width="match _ parent"
 android:layout _ height="match _ parent"
 class="com.google.android.gms.maps.SupportMapFrag-
ment" />
Na classe Java que irá carregar o mapa, vamos inserir o código a seguir.
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 super.onCreate(savedInstanceState);
 setContentView(R.layout.activity _ main);
 SupportMapFragment mapFragment =
 (SupportMapFragment) getSupportFragmentManager().
findFragmentById(R.id.map);
 mapFragment.getMapAsync(this);
}
@Override
public void onMapReady(GoogleMap map) {2
 map.addMarker(new MarkerOptions().position(new La-
tLng(-25.443150, -49.238243)).title("Jardim Botânico"));
}
13JNI, framework e APIs
O resultado é exposto na Figura 11.
Figura 11. API Google Maps.
JNI, framework e APIs14
JNI — Olá mundo!
Para exemplifi car o funcionamento de JNI em aplicações, vamos construir 
um exemplo simples, criando uma biblioteca que imprima “Olá Mundo” no 
terminal. Para este exemplo foi utilizado o sistema operacional Ubuntu 18.04.4 
LTS e o JDK 1.8.0.
Criaremos uma pasta para guardar nossos arquivos e, dentro dela, um 
arquivo com a extensão .java. Neste arquivo inseriremos o código exposto 
na Figura 12.
Figura 12. Código do arquivo HelloWorld.java.
Fonte: Liu (2013, p. 39).
Após a declaraçãoda classe HelloWorld na primeira linha, declaramos o 
método nativo print(). No método principal, nomeado de main, chamamos 
o método print() da nossa classe atual. Na linha 7, carregamos a biblioteca 
com a extensão .so, chamamos o método loadLibrary e passamos por 
parâmetro o nome da biblioteca que criamos. Observe que há uma diferença 
entre a declaração de métodos nativos e de métodos Java. Quando deseja-se 
utilizar métodos nativos, a declaração deve conter o modificador native.
Após criarmos a classe .java, vamos compilá-la via terminal, utilizando 
o comando javac HelloWorld.java. Observe que na pasta do arquivo 
.java foi criado um arquivo de mesmo nome porém com a extensão .class. 
Em seguida, vamos criar um arquivo de cabeçalho que conterá a extensão .h. 
Este arquivo será criado por meio do comando javah –jni HelloWorld. 
O comando javah, cria um arquivo .h em linguagem C a partir de uma classe 
java, permitindo que ambas as linguagens se comuniquem.
15JNI, framework e APIs
Em seguida, criaremos um arquivo com extensão .c com o nome Hello-
World. Este arquivo conterá o conteúdo descrito na Figura 13.
Figura 13. Código do arquivo HelloWorld.c.
Fonte: Liu (2013, p. 39).
Este código simplesmente imprime na tela o texto “Olá Mundo”. Após 
escrever o código em C, basta compilar para construir uma biblioteca nativa 
executável no Java. Para isso, execute o comando: 
gcc -shared -fpic -o libHelloWorld.so -I/usr/lib/jvm/jdk1.8.0 _ 241/
include -I/usr/lib/jvm/jdk1.8.0 _ 241/include/linux HelloWorld.c
Este comando gerará em nossa pasta um arquivo .so no mesmo diretório 
de nossa pasta. O comando GCC (GNU Compiler Collection) é um compilador 
para linguagem de programação C/C++ . As flags –shared –fpic são 
utilizadas para evitar a realocação de texto em arquiteturas que suportam 
bibliotecas compartilhadas dependentes da posição. A flag –o é utilizada 
para escrever a saída de um código compilado para um arquivo executável. 
No nosso exemplo, utilizamos o arquivo com a extensão .so. A flag –I é 
utilizada para encontrar as bibliotecas criadas (LIANG, 1999).
Arquivos com extensão .so são bibliotecas que contém bibliotecas com-
partilhadas carregadas dinamicamente para aplicativos Unix/Linux (LIANG, 
1999). Para executarmos nosso aplicativo em um computador Linux para teste, é 
necessário copiar o arquivo libHelloWorld.so para o diretório /usr/lib/
jvm/jdk1.8.0_241/jre/lib/amd64/. Após adicionar a biblioteca na pasta 
do JRE, podemos executar nosso arquivo HelloWord.java implementado 
na Figura 14. A execução será feita por meio do comando java HelloWord.
JNI, framework e APIs16
Figura 14. Execução do arquivo HelloWorld.java.
Fonte: Liu (2013, p. 39).
Observe que, ao executarmos o arquivo, será impresso no terminal o texto 
que inserimos no arquivo .c implementado na Figura 13. Para utilizar JNI 
em aplicações Android, no SDK versão 3.6.1, vamos criar um projeto Native 
C++, como exposto na Figura 15.
Figura 15. Criação de projeto Native para Android.
Observe que serão gerados um arquivo .cpp e um .txt. A classe .cpp 
conterá as funções desenvolvidas em linguagem nativa, como exposta no 
arquivo .cpp do código a seguir.
17JNI, framework e APIs
#include <jni.h>
//Função de adição
extern "C" JNIEXPORT jint JNICALL
Java _ com _ example _ jniexemplo _ MainActivity _ add( JNIEnv *env, 
jobject, jint x, jint y) {
 return x + y;
}
//Função de subtração
extern "C" JNIEXPORT jint JNICALL
Java _ com _ example _ jniexemplo _ MainActivity _ sub( JNIEnv 
*env, jobject, jint x, jint y) {
 return x - y;
}
//Função de multiplicação
extern "C" JNIEXPORT jint JNICALL
Java _ com _ example _ jniexemplo _ MainActivity _ multiply( JNIEnv 
*env, jobject, jint x, jint y) {
 return x * y;
}
//Função de divisão
extern "C" JNIEXPORT jint JNICALL
Java _ com _ example _ jniexemplo _ MainActivity _ divide( JNIEnv 
*env, jobject, jint x, jint y) {
 return x / y;
}
Em nossa aplicação, trata-se de funções matemáticas que retornam ope-
rações entre números inteiros. Observe o tipo de dado jint. No arquivo 
.txt faremos a configuração de nossa aplicação nativa. Em add_library 
adicionaremos o diretório do nosso arquivo .cpp criado no último código 
que vimos. Observe esta configuração a seguir.
# For more information about using CMake with Android Studio, 
# read the documentation: https://d.android.com/studio/projects/
add-native-code.html
JNI, framework e APIs18
# Sets the minimum version of CMake required to build the 
# native library.
cmake _ minimum _ required(VERSION 3.4.1)
# Creates and names a library, sets it as either STATIC
# or SHARED, and provides the relative paths to its source code.
# You can define multiple libraries, and CMake builds them 
for you.
# Gradle automatically packages shared libraries with your APK.
add _ library( # Sets the name of the library.
 native-lib
 # Sets the library as a shared library.
 SHARED
 # Provides a relative path to your source file(s).
 native-lib.cpp )
# Searches for a specified prebuilt library and stores the path 
# as a variable. Because CMake includes system libraries in 
# the search path by default, you only need to specify the name 
# of the public NDK library you want to add. CMake verifies that 
# the library exists before completing its build.
find _ library( # Sets the name of the path variable.
 log-lib
 # Specifies the name of the NDK library that
 # you want CMake to locate.
 log )
# Specifies libraries CMake should link to your target li
# brary. You can link multiple libraries, such as libraries you 
# define in this build , prebuilt third-party libraries, or 
# system libraries.
target _ link _ libraries( # Specifies the target library.
19JNI, framework e APIs
 native-lib
 # Links the target library to the log 
library
 # included in the NDK.
 ${log-lib} )
Em seguida, já podemos chamar nossa função nativa no arquivo .java. 
Observe o código a seguir.
package com.example.jniexemplo;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
 // Used to load the 'native-lib' library on application 
startup.
 static {
 System.loadLibrary("native-lib");
 }
 @Override
 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 super.onCreate(savedInstanceState);
 setContentView(R.layout.activity _ main);
 TextView exemplo = findViewById(R.id.exemplo);
 int a = add(1, 1);
 exemplo.setText("A soma é: " + Integer.toString(a));
 }
 /**
 * A native method that is implemented by the 'native-lib' 
native library,
 * which is packaged with this application.
JNI, framework e APIs20
 */
 public native int add (int x, int y);
 public native int sub (int x, int y);
 public native int multiply (int x, int y);
 public native int divide (int x, int y);
}
Assim como no exemplo Java para desktop que fizemos, devemos carregar 
a biblioteca. Nas linhas 11 a 13 é feita a importação desta biblioteca. Nas linhas 
31 a 34 estamos “traduzindo” as funções escritas em nosso arquivo .cpp para 
o Java. Observe esta indicação pelo modificador native. Em nosso método 
onCreate, fazemos a operação de soma passando como parâmetro 1 e 1, 
e na linha 23 mandamos imprimir na tela o resultado da soma. O resultado 
desta aplicação simples é apresentado na Figura 16.
Figura 16. Resultado.
Desenvolver aplicações Android oferece vários desafios, mas utilizar as 
ferramentas corretas pode auxiliar neste processo e tornar o desenvolvimento 
mais rápido e eficiente. Frameworks de desenvolvimento oferecem solu-
ções pré-moldadas nas quais o desenvolvedor pode se apoiar para otimizar a 
construçãodo seu aplicativo. Bibliotecas e APIs oferecem serviços prontos e 
testados que o desenvolvedor pode recorrer para melhorar o desempenho de 
21JNI, framework e APIs
sua aplicação. Este é o caso de aplicações nativas que recorrem ao JNI para 
executar partes mais custosas do código. Mesmo que um desenvolvedor não 
utilize todas as ferramentas existentes, é importante conhecer o leque de opções 
para tomar decisões coerentes e seguras no desenvolvimento de seu aplicativo.
ANDROID DEVELOPERS. NDK: conceitos. Android Developers, [s. l.], [2019?]. Disponível 
em: https://developer.android.com/ndk/guides/concepts?hl=pt-br. Acesso em: 22 
maio 2020.
API CEP. API de consulta. API Cep, [s. l.], [2020?]. Disponível em: https://apicep.com/api-
-de-consulta/. Acesso em: 22 maio 2020.
GLOBALPLAC. Esquema estrutural Wood Frame. 2019. 1 desenho técnico. Disponível em: 
https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/steel-frame. Acesso 
em: 22 maio 2020.
LIANG, S. The Java native interface: programmer's guide and specification. Boston: 
Addison-Wesley Professional, 1999.
LIU, F. Android native development kit cookbook. Birmingham: Packt, 2013.
MATSUBARA, T. Ariane 5: Who dunnit? IEEE Software, [s. l.], n. 0740-7459, p. 15-16, 1997. 
Disponível em: http://www.inf.ed.ac.uk/teaching/courses/seoc/2008_2009/resources/
ariane5.pdf. Acesso em: 22 maio 2020.
PHAN, H. Ionic Cookbook. Birmingham: Packt, 2015.
PRESSMAN, R. S.; MAXIM, B. R. Engenharia de software: uma abordagem profissional. 
8. Porto Alegre: AMGH, 2016.
RED HAT. O que significa API e como ela funciona. Red Hat, [s. l.], [2020?]. Disponível 
em: https://www.redhat.com/pt-br/topics/api/what-are-application-programming-
-interfaces. Acesso em: 22 maio 2020.
Os links para sites da web fornecidos neste livro foram todos testados, e seu funciona-
mento foi comprovado no momento da publicação do material. No entanto, a rede 
é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de local 
e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade sobre 
qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links.
JNI, framework e APIs22
DICA DO PROFESSOR
Durante o desenvolvimento de aplicações que têm funções mais complexas, as quais podem 
acabar afetando o desempenho da aplicação, muitas vezes pode-se recorrer a recursos externos 
como, por exemplo, chamar APIs para usar funcionalidades já existentes.
No entanto, em alguns casos, isso não é possível devido a particularidades na aplicação que não 
podem ser implementadas em APIs de terceiros. Para não comprometer o desempenho, em 
aplicações Android, pode-se utilizar um recurso chamado JNI, que permite a comunicação entre 
códigos nativos em C, C++ ou Assembly com Java.
Nesta Dica do Professor, você verá um exemplo de utilização de JNI.
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EXERCÍCIOS
1) Em algumas aplicações, é necessária a utilização de alguns métodos nativos. Em 
aplicações mobile Android, a forma de desenvolver métodos nativos é usando JNI. 
Escolha a alternativa que indica os arquivos necessários para utilizar métodos 
nativos escritos em linguagem C:
A) Arquivo .h e arquivo .c.
B) Arquivo .so e arquivo .java.
C) Arquivo .java e arquivo .css.
D) Arquivo .html e arquivo .c.
E) Arquivo .js e arquivo .so.
Para a criação de métodos nativos, é necessário o desenvolvimento de arquivo .c, que será compilado pelo gcc, e arquivo .h, que servirá de cabeçalho para o arquivo .c. Tais arquivos serão unidos e compilados em um arquivo .so. Arquivos .java contêm códigos Java. Arquivos .css, .html e .js são utilizados para o desenvolvimento de aplicações web.
2) Em aplicações que envolvem exposição de rotas como, por exemplo, Uber e Ifood, ao 
invés de implementar funções que já existem, como o mapa, podem-se utilizar 
serviços já existentes. Tais serviços são denominados de:
A) Framework.
B) API.
C) JNI.
D) JNA.
E) EPI.
3) Entre desenvolvedores iniciantes, é comum a confusão entre os conceitos de 
bibliotecas e APIs. Selecione a alternativa que contém o conceito de bibliotecas:
A) São contratos entre sistemas que são acessados e reutilizados.
B) São facilitadores no desenvolvimento de aplicações, fornecendo funcionalidades como 
autocomplete.
C) São abstrações que unem códigos comuns entre vários sistemas.
D) São coleções de implementações que podem ser importadas e reutilizadas.
E) São regras para organizar o código usado por vários arquivos de um único sistema.
Todo projeto de aplicativo Android precisa ter um arquivo que descreve informações 
essenciais sobre o aplicativo para as ferramentas de compilação do Android, para o 
4) 
APIs fornecem serviços para que aplicações a consumam, não sendo necessário que o desenvolvedor implemente de novo funcionalidades já existentes. Frameworks ditam como fazer algo. JNI e JNA são utilizados para desenvolver métodos internos. JNA é um tipo de API. EPIs são equipamentos de proteção individual.
Bibliotecas são uma coleção de implementações que podem ser importadas e reutilizadas por sistemas. APIs são conhecidas como contratos entre sistemas para comunicar-se entre si, bem como são abstrações que unem códigos em comum entre vários sistemas, não sendo necessária a reimplementação de funcionalidades já existentes. Facilitadores que têm autocomplete são Ambientes de Desenvolvimento (IDEs). Regras para organização de código se têm quando se utiliza o framework.
sistema operacional Android e para o Google Play. Quando se utilizam APIs, muitas 
vezes, também é necessário inserir códigos pertinentes a permissões para que a 
aplicação acesse a API. Selecione a alternativa que indica o arquivo a que se refere 
essa descrição:
A) Activity_main.xml.
B) MainActivity.java.
C) Menu_main.xml.
D) string.xml.
E) AndroidManifest.xml.
5) Às vezes, é necessário integrar Java com códigos nativos para obter aplicativos mais 
robustos. Para integrar o Java com a linguagem C, existem várias regras que devem 
ser seguidas por padrão para que a comunicação funcione. Selecione a alternativa 
que indica uma dessas regras:
A) O método em Java deve ter modificador protected.
B) O nome dos arquivos deve ser igual em Java e C.
C) Os códigos são escritos apenas em C e, em Java, a interface.
D) A sssinatura do método deve ser igual nos arquivos Java e C.
E) O Java carrega a biblioteca com extensão .h.
A permissão é atribuída por meio da tag uses-permission da classe AndroidManifest.xml. Activity_main.xml é o arquivo em que estão as configurações pertinentes aos componentes da tela. MainActivity.java é a classe em que estão as ações da tela. Menu_main.xml é onde está configurado o menu do modelo de projeto com menu. E string.xml é onde estão descritas nomenclaturas, como nome do aplicativo ou token de APIs.
A assinatura dos métodos deve ser igual nos arquivos Java e C, porém o modificador em Java deve ser native. Os nomes dos arquivos podem ser diferentes. A implementação do método pode ser feita tanto em Java quanto em C, sendo que um pode invocar o outro a qualquer momento. O Java carrega a biblioteca com extensão .so.
NA PRÁTICA
Muitas vezes, no processo de desenvolvimento de um aplicativo, a equipe de desenvolvimento 
não tem recursos necessários para implementar algumas funcionalidades. Nesses cenários, 
recorrer a APIs pode ser uma alternativa. Muitos serviços são fornecidos por meio de APIs. 
Neste Na Prática, você irá ver como uma equipe de desenvolvimento recorreu a uma API 
fornecida pelo Google para implementar interação por voz em um aplicativo Android.
SAIBA +
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do 
professor:
Aplicação da JNI – Java Native Interface – na construção da ferramenta ServCLIPS
Ao utilizar a JNI, é importante conhecer seu funcionamento interno para avaliar a necessidade 
da utilização dessa tecnologia em sua aplicação. Neste artigo, você compreenderá sobre o uso de 
JNIno desenvolvimento de soluções para a área agropecuária, bem como sobre o 
funcionamento dela.
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Compatibilidade de aplicações Android com diferentes versões da API da plataforma
Mais de 80% dos sistemas operacionais em dispositivos móveis baseiam-se na plataforma 
Android. Desenvolver aplicações para atender a esse mercado pode ser um desafio devido ao 
fato de lidar com diferentes dispositivos, tais como tamanho de tela, poder de processamento e 
memória disponível, idiomas e necessidades específicas dos usuários. Nesse contexto, oferecer 
suporte às múltiplas versões da API é essencial para atender à demanda. Nessa pesquisa, o autor 
buscou analisar, caracterizar e comparar técnicas utilizadas por aplicações Android para oferecer 
suporte a múltiplas versões da API.
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Utilizando uma API para monitorar sinais cardíacos em tempo real por meio de um 
aplicativo Android
Saber integrar aplicações Android com diferentes APIs é essencial para criar aplicações 
completas e explorar o potencial da plataforma. No trabalho apresentado, os autores descrevem 
o desenvolvimento de uma aplicação voltada para a área de saúde que coleta de sinais 
mioelétricos (EMG) e de eletrocardiograma (ECG) e se comunica com dispositivos Android por 
meio de rede wireless usando o protocolo de comunicação Wi-Fi. Neste sistema, uma API 
armazena e processa os sinais coletados e a aplicação Android provê a visualização dos sinais 
em tempo real.
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