【Android】 NDK开发基础

作者: 王永迪 | 来源:发表于2016-09-19 16:16 被阅读909次
    RxJava进阶

    前言

    本人是c与c++界的菜鸟,在开发android过程中,感觉到ndk开发越来越重要,故而也来ndk界凑个热闹,希望此类博文对android开发者起到一丢丢的作用~

    什么是NDK?

    NDK全称是Native Development Kit,NDK提供了一系列的工具,帮助开发者快速开发C(或C++)的动态库,并能自动将so和java应用一起打包成apk。NDK集成了交叉编译器(交叉编译器需要UNIX或LINUX系统环境),并提供了相应的mk文件隔离CPU、平台、ABI等差异,开发人员只需要简单修改mk文件(指出“哪些文件需要编译”、“编译特性要求”等),就可以创建出so。

    为什么使用NDK?

    1、代码的保护。由于apk的java层代码很容易被反编译,而C/C++库反汇难度较大。
    2、可以方便地使用现存的开源库。大部分现存的开源库都是用C/C++代码编写的。
    3、提高程序的执行效率。将要求高性能的应用逻辑使用C开发,从而提高应用程序的执行效率。
    4、便于移植。用C/C++写得库可以方便在其他的嵌入式平台上再次使用。

    什么是JNI?

    JNI的全称是Java Native Interface,它提供了若干的API实现了Java和其他语言的通信(主要是C和C++)。

    为什么使用JNI?

    JNI的目的是使java方法能够调用c实现的一些函数。

    安卓中的so文件是什么?

    android中用到的so文件是一个c++的函数库。在android的JNI中,要先将相应的C语言打包成so库,然后导入到lib文件夹中供java调用。

    NDK安装及配置

    NDK安装

    Android Studio 从1.3 Beta1开始,支持了NDK。之前则不支持,所以我们建议使用新版的编辑器。

    右键当前工程 => Open Moudle Setting => Android SDK location

    Android SDK location

    如果未安装,点击安装下载~

    配置环境变量

    安装好的NDk一般位于你的sdk文件夹下的ndk-bundle。

    一、windows环境变量配置

    1、在系统环境变量里面创建NDK_ROOT

    Android SDK location

    2、将NDK_ROOT追加到Path环境变量下--> ;%NDK_ROOT%

    添加完毕后打开cmd,输入ndk-build,出现如下内容则表示成功~

    Android SDK location

    二、mac 环境变量配置

    1、进入当前用户的home目录
    :输入 cd ~
    2、创建 .bash_profile 文件
    :输入 touch .bash_profile
    3、编辑 .bash_profile文件
    :输入 vi .bash_profile
    4、编辑 .bash_profile文件 将ndk目录填写进来

        export NDK_ROOT=/Users/Walid/Library/Android/sdk/ndk-bundle
        export PATH=$PATH:$NDK_ROOT
    

    5、环境变量立即生效的命令
    :source .bash_profile
    6、ndk-build 测试

    so库开发

    一、新建“本地”方法

    如下,在JNI.java中建立了一个方法

    public class JNI {
    
        static {
            try {
                System.loadLibrary("test-jni");  //程序在加载时,自动加载librock-jni.so库
            } catch (UnsatisfiedLinkError e) {
                e.printStackTrace();
                Logger.e("loadLibrary test-jni fail !!!");
            }
        }
        
       /**
        * 可以看到这个方法的声明中有native关键字,
        * 这个关键字表示这个方法是本地方法,
        * 也就是说这个方法getStrFromJNI()是通过本地代码(C/C++)实现的,
        * 在java代码中仅仅是声明
        */
        public static native String getStrFromJNI();
    
    }
    

    二、生成 .h 文件

    切换到Terminal,进入到该工程的java目录下

    输入:

      javah -jni  -encoding utf-8 包名.类名
    

    或者:

     javah -classpath /Users/Guolei/Library/Android/platforms/android-24/android.jar:.  包名.类名
    

    在有context对象时,用第一种方式可能生成不了,建议使用-classpath方式进行生成.h文件~

    编译成功后,刷新下工程可以看到编译出的.h文件,其实就是方法的声明,类似于java的接口定义由.cpp文件进行import~

    该文件的代码如下所示:

    /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
    #include <jni.h>
    /* Header for class com_walid_test_utils_jni_JNI */
    
    #ifndef _Included_com_walid_test_utils_jni_JNI
    #define _Included_com_walid_test_utils_jni_JNI
    #ifdef __cplusplus
    extern "C" {
    #endif
    /*
     * Class:     com_walid_test_utils_jni_JNI
     * Method:    getStrFromJNI
     * Signature: Ljava/lang/String;
     */
    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_walid_test_utils_jni_JNI_getStrFromJNI
      (JNIEnv *, jclass);
    
    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif
    #endif
    

    其实重要的部分就是这一句代码:

    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_walid_test_utils_jni_JNI_getStrFromJNI
      (JNIEnv *, jclass);
    

    仔细观察可以看到他是遵循“Java_包名类名本地方法名”来组织的~

    三、编写.cpp文件

    //
    // Created by walid on 16/8/19.
    //
    
    #include <string.h>
    #include <jni.h>
    #include "com_walid_test_utils_jni_JNI.h"
    
    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_walid_test_utils_jni_JNI_getStrFromJNI
            (JNIEnv *env, jclass cls) {
            return env->NewStringUTF("walid test jni ~");
    }
    

    四、编写Android.mk文件

    在jni目录下新建Android.mk(必须是这个名称Android.mk)文件~

    编辑Android.mk代码:// 在最新的studio,注释的代码在正式执行时一定要删除掉

    LOCAL_PATH := $(call my-dir)
    include $(CLEAR_VARS)
    LOCAL_MODULE        := test-jni // 要生成的so库的名称
    LOCAL_SRC_FILES     := test.cpp // 要使用的文件,刚才编写的.cpp文件
    include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
    

    目录结构如下:

    JNI目录结构

    五、so文件生成

    在控制台中,进入到工程的app目录下,然后输入ndk-build,不出意外就可编译成功~

    编译完成后刷新工程,可以看到在app目录下生成的libs和obj文件夹,其中libs是有用的,obj文件夹无用可以删除,libs中的可以看到生成的libtest-jni.so文件,如下图所示 ~

    生成libs文件

    两个必要设置

    1、在local.properties中设置NDK路径,我的NDK示例如下:

    ## This file is automatically generated by Android Studio.
    # Do not modify this file -- YOUR CHANGES WILL BE ERASED!
    #
    # This file must *NOT* be checked into Version Control Systems,
    # as it contains information specific to your local configuration.
    #
    # Location of the SDK. This is only used by Gradle.
    # For customization when using a Version Control System, please read the
    # header note.
    #Fri Aug 19 12:44:30 CST 2016
    ndk.dir=/Users/Walid/Library/Android/sdk/ndk-bundle // 设置ndk路径
    sdk.dir=/Users/Walid/Library/Android/sdk
    
    

    2、在app的build.gradle的android节点下设置:

    个人习惯,将搜文件放置在libs目录下

    sourceSets {
            main {
                jniLibs.srcDirs = ['libs']
            }
        }
    

    这两处必要的地方该修改完毕后就可以开心的调用我们生成的so文件了~

    so使用

    在任意位置调用 :

    Log.d("WalidJNI", JNI.getStrFromJNI(this));
    

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