Android JNI开发之Friso分词功能

作者: JackMeGo | 来源:发表于2017-08-16 17:48 被阅读113次
    分词

    NDK是Google开发的一套开发和编译工具集,用于Android上JNI编程。通过NDK我们可以在Android上执行C/C++代码,进行一些CPU密集型的运算,比如游戏引擎,信号处理,物理仿真等。本文将通过在Android上调用Friso库实现分词算法讲解NDK开发的流程。

    Friso是一个开源的使用C语言编写的中文分词库,通过在Android上调用Friso库可以实现中文分词的功能。

    通过NDK调用C代码方式有两种, Ndk-build 和 Cmake,其中Ndk-build方式通过Android原生工具包即可实现,Cmake需要使用外部构建工具。我们使用Ndk-build方式调用C代码。

    1. 首先在工程根目录的local.properties中配置ndk和sdk路径:


      local.properties
    2. 在main目录下添加jni/friso文件夹,里面存放Friso的源文件:


      目录结构
    3. 接下来编译Friso代码,生成对应的So文件。首先配置app的build.gradle文件,在android模块的defaultConfig模块下添加ndk配置,其中moduleName是编译模块的名称,在Android.mk中会用到,下面会讲到。


      build.gradle
    4. 接下来配置mk文件,mk文件控制着gradle中指定的nkd module如何编译。在src/main/jni目录下新建两个mk文件,Application.mk和Android.mk。其中Application.mk是一些全局配置,如编译的ABI,STL,APP_PLATFORM等。
      Android.mk是编译某个module的具体配置。

      Application.mk

      APP_ABI := armeabi-v7a arm64-v8a
      APP_ALLOW_MISSING_DEPS=false
      APP_STL := gnustl_static
      #APP_STL := stlport_static
      APP_PLATFORM := android-14
      

      在Application.mk中我们指定目标ABI包括armeabi-v7a和arm64-v8a两个版本,可以在这里添加更多版本。APP_STL使用gnustl_static,APP_PLATFORM指定为手机支持的最低版本,向后兼容。

      Android.mk

      LOCAL_PATH := $(call my-dir)
      
      include $(CLEAR_VARS)
      LOCAL_MODULE := FrisoLib
      
      FILE_LIST := $(wildcard $(LOCAL_PATH)/*.cpp)
      FILE_LIST += $(wildcard $(LOCAL_PATH)/*.c)
      
      FILE_LIST += $(wildcard $(LOCAL_PATH)/friso/src/*.c)
      
      LOCAL_SRC_FILES := $(FILE_LIST:$(LOCAL_PATH)/%=%)
      #LOCAL_SRC_FILES := com_trio_nnpredict_Friso_FrisoWrapper.cpp
      
      LOCAL_LDLIBS := -llog -landroid
      LOCAL_LDLIBS += -ldl   # 添加系统库
      LOCAL_LDLIBS += -latomic #  fix error for armeabi: undefined reference to     '__atomic_fetch_add_4'
      include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
      

      Android.mk中通过FILE_LIST指定编译需要的C和C++源文件,通过LOCAL_LDLIBS添加部分用到的系统库,通过include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)指定编译的目标是动态库。可以在Android.mk中指定多个需要编译的module,通过include $(CLEAR_VARS)和include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)配置每个module。编译生成的so文件libFriso.so会放在src/main/libs路径下对应的ABI目录中。

      如果项目中需要用到其他预编译好的so文件,如xxx.so,需要把它放在src/main/jniLibs路径下对应的ABI目录下。只有通过mk编译出来的so文件才放在src/main/libs下。

      预编译so存在时的目录结构
    5. 接下来添加Java和C语言通信的接口。在java目录下新建一个FrisoWrapper.java文件,在里面添加java调用native代码的接口:

    public class FrisoWrapper {
        static {
            System.loadLibrary("FrisoLib");
        }
        public native String[] getSegedStrings(AssetManager assetManager, String inStr);
    }
    

    通过命令行进入FrisoWrapper.java所在的目录,执行javah FrisoWrapper,生成该文件对应的.c文件,注意,这里要将入口函数由.c改为.cpp,这样会使用c++编译器进行编译,否则会报错。javah自动生成了native函数对应的C接口,通过这个接口实现java对C代码的调用。

    extern "C"告诉C++编译器按照C代码的签名规则去编译。JNIEnv *是一个指向JNI运行环境的指针,通过这个指针访问JNI函数。第一个jobject指代java中的this对象,第二个jobject代表传入的AssetManager对象,jstring代表传入的String对象。

    com_jack_friso_FrisoWrapper.h

    /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
    #include <jni.h>
    #include <vector>
    #include <string>
    
    using namespace std;
    
    #ifndef _Included_com_trio_nnpredict_Friso_FrisoWrapper
    #define _Included_com_trio_nnpredict_Friso_FrisoWrapper
    #ifdef __cplusplus
    extern "C" {
    #endif
    
    #include "friso/include/friso.h"
    #include "friso/include/friso_API.h"
    
    JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_trio_nnpredict_Friso_FrisoWrapper_getSegedStrings
    (JNIEnv *, jobject, jobject, jstring);
    
    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif
    #endif
    

    com_jack_friso_FrisoWrapper.cpp

    #include <android/asset_manager_jni.h>
    #include "com_trio_nnpredict_Friso_FrisoWrapper.h"
    
    using namespace std;
    
    bool isInited = false;
    friso_t friso_ = NULL;
    friso_config_t config_ = NULL; // 放在最外层保证只需要初始化一次
    
    vector<string> initAndRun(AAssetManager* mgr, fstring query);
    
    jobjectArray make_row(JNIEnv *env, vector<string> results)
    {
        jclass stringClass = (*env).FindClass("java/lang/String");
        jobjectArray row = (*env).NewObjectArray(results.size(), stringClass, 0);
        jsize i;
    
        for (i = 0; i < results.size(); ++i) {
            const char *cstr = (results[i]).c_str();
            (*env).SetObjectArrayElement(row, i, (*env).NewStringUTF(cstr));
        }
        return row;
    }
    
    char* jstringTostring(JNIEnv* env, jstring jstr)
    {
        char* rtn = NULL;
        jclass clsstring = env->FindClass("java/lang/String");
        jstring strencode = env->NewStringUTF("utf-8");
        jmethodID mid = env->GetMethodID(clsstring, "getBytes", "(Ljava/lang/String;)[B");
        jbyteArray barr= (jbyteArray)env->CallObjectMethod(jstr, mid, strencode);
        jsize alen = env->GetArrayLength(barr);
        jbyte* ba = env->GetByteArrayElements(barr, JNI_FALSE);
        if (alen > 0)
        {
        rtn = (char*)malloc(alen + 1);
    
        memcpy(rtn, ba, alen);
        rtn[alen] = 0;
        }
        env->ReleaseByteArrayElements(barr, ba, 0);
        return rtn;
    }
    
    JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_trio_nnpredict_Friso_FrisoWrapper_getSegedStrings
      (JNIEnv* env, jobject obj, jobject assetManager, jstring query) {
          AAssetManager* mgr = AAssetManager_fromJava(env, assetManager );
          if(mgr==NULL)
          {
              LOGD("AAsertManager is NULL");
          }
    
         char *nativeString = jstringTostring(env, query);
    
         LOGD("step 00 query---> %s\n", nativeString);
         /*
          const char* ch = env->GetStringUTFChars(jstr, 0);
    
          env->ReleaseStringUTFChars(jstr, ch);
          */
    
          vector<string> results = initAndRun(mgr, (fstring)nativeString);
    
          jobjectArray jbeatles = make_row(env, results);
          return jbeatles;
    }
    
    
    
    vector<string> initAndRun(AAssetManager* mgr, fstring query) {
        vector<string> terms;
    
        if (friso_ == NULL || config_ == NULL) {
            friso_ = friso_new();
            LOGD("step 001");
    
            config_ = friso_new_config();
            LOGD("step 002");
    
            string seg_conf_path = "friso/segmenter.config";
            if (1 != friso_init_from_asset_file(friso_, config_, (fstring)(seg_conf_path.c_str()), mgr)) {
                friso_free_config(config_);
                friso_free(friso_);
    
                LOGD("step 01");
    
                return terms;
            }
        }
    
        terms.clear();
        friso_task_t task = friso_new_task();
    
        friso_set_text(task, query);
        while ((friso_next(friso_, config_, task)) != NULL) {
            string word(task->hits->word);
            LOGD("step 03 %s", word.c_str());
            terms.push_back(word);
        }
        friso_free_task(task);
    
        return terms;
    }
    

    完成这些配置工作后,到jni目录执行ndk-build clean,ndk-build命令,如果报错,修改相应的代码错误,比如一些在Android上不支持的C类型替换成支持的类型之类的,会有很多这种错误,要慢慢改。一切正常的话,会在src/main/libs目录下对应的ABI目录中生成libFriso.so文件。

    调试通过后,编译整个工程。如果当前是一个module工程,会在moduleName/build/outputs/aar下生成aar文件,然后就可以在其他项目里引入这个aar使用了。引入的方式很简单,将output_aar_name.aar放到工程的app/libs下,并在build.gradle的dependencies中添加如下语句即可:

    compile(name: 'output_aar_name', ext: 'aar')
    

    至此,就可以在app中通过jni调用Friso库实现中文分词功能了。

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