android NDK开发

android

简介:

android NDK开发有通过外部的构建工具将原生代码构建成库文件，也有用开发工具自身带的，android studio支持CMake和ndk-build来构建原生库，这里我们介绍通过CMake来构建原生代码。

JNI和NDK

JNI全称是java native interface,即java原生代码接口，其作用就是连接底层代码c/c++和java之间的交互．
NDK全称是Native Development Kit，即原生开发的工具包，里面包含着快速开发的动态库，以及相关构建工具等

为什么使用JNI

  1. 支持跨平台，用c/c++编译的so库可以在其它平台上很好移植，复用度高
  2. 提高性能效率
  3. 代码安全性高，反编译难度大

下载安装工具

打开SDK Manager 安装android NDK,CMake,LLDB

  • android NDK:原生开发工具包
  • CMake :原生代码构建工具
  • LLDB :调试原生代码程序工具

创建项目

在向导中勾选include c++ support,并设置下面选项

  1. C++ Standard：使用下拉列表选择您希望使用哪种 C++ 标准。选择 Toolchain Default 会使用默认的 CMake 设置。
  2. Exceptions Support：如果您希望启用对 C++ 异常处理的支持，请选中此复选框。如果启用此复选框，Android Studio 会将 -fexceptions 标志添加到模块级 build.gradle 文件的 cppFlags 中，Gradle 会将其传递到 CMake。
  3. Runtime Type Information Support：如果您希望支持 RTTI，请选中此复选框。如果启用此复选框，Android Studio 会将 -frtti 标志添加到模块级 build.gradle 文件的 cppFlags 中，Gradle 会将其传递到 CMake。

构建运行项目

  1. Gradle 调用您的外部构建脚本 CMakeLists.txt。
  2. CMake 按照构建脚本中的命令将 C++ 源文件 native-lib.cpp 编译到共享的对象库中，并命名为libnative-lib.so，Gradle 随后会将其打包到 APK 中。
  3. 运行时，应用的 MainActivity 会使用 System.loadLibrary() 加载原生库。现在，应用可以使用库的原生函数 stringFromJNI()。
  4. MainActivity.onCreate() 调用 stringFromJNI()，这将返回“Hello from C++”并使用这些文字更新 TextView。

CMakeLists.txt

CMakeLists.txt是构建脚本文件，这里我们看新创建的demo里的文件

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cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
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).
             src/main/cpp/native-lib.cpp )
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 )
target_link_libraries( # Specifies the target library.
                       native-lib
                       # Links the target library to the log library
                       # included in the NDK.
                       ${log-lib} )

这里我们通过相关cmake命令可知，这里是指定了cmake的版本，指定了库文件以及查找并关联了一个log的库文件

配置CMakeLists.txt文件路径

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externalNativeBuild {
    // Encapsulates your CMake build configurations.
    cmake {
      // Provides a relative path to your CMake build script.
      path "CMakeLists.txt"
    }
  }

配置ABI

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ndk {
      // Specifies the ABI configurations of your native
      // libraries Gradle should build and package with your APK.
      abiFilters 'x86', 'x86_64', 'armeabi', 'armeabi-v7a',
                   'arm64-v8a'
    }

库命名

在cmake脚本文件里通过add_library命令中指定库文件名字，其产生文件格式为
lib库名称.so
代码中通过 System.loadLibrary(“库名称”);来进行库的加载

旧NDK版本支持

在gradle.properties中添加配置android.useDeprecatedNdk=true

ndk-build构建

除了cmake方式，我们还可以使用ndk-build方式构建，在编译文件目录下增加Android.mk文件和Application.mk文件
在Android.mk中配置编译相关配置

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LOCAL_PATH　:= $(call my-dir)
// 设置工作目录，而my-dir则会返回Android.mk文件所在的目录
include　$(CLEAR_VARS)
// 清除几乎所有以LOCAL——PATH开头的变量（不包括LOCAL_PATH）
LOCAL_MODULE := hello_jni
// 设置模块的名称，即编译出来.so文件名
// 注，要和上述步骤中build.gradle中NDK节点设置的名字相同
LOCAL_SRC_FILES := test.cpp
// 指定参与模块编译的C/C++源文件名
include $(PREBUILT_SHARED_LIBRARY)
// 生成预先构建共享库
LOCAL_LDLIBS := -ljnigraphics -llog
// 添加本地支持的动态库
LOCAL_SHARED_LIBRARIES := skia_android
//指定生成的静态库或者共享库在运行时依赖的共享库模块列表
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
// 指定生成的共享库，静态库则为BUILD_STATIC_LIBRARY

在Application.mk文件中则配置项目相关信息

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APP_PLATFORM := android-15
//指定支持的版本
APP_STL:=gnustl_static
//指定运行库
APP_ABI := armeabi
//指定库支持的架构
APP_CPPFLAGS := -frtti -std=c++11
//指定相关配置

在gradle中指定Android.mk构建文件的路径

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externalNativeBuild {
        ndkBuild {
            path 'jni/Android.mk'
        }
    }

最后通过cd命令到编译文件目录下通常为jni目录下执行ndk-build命令构建库文件即可打包成so包

开发流程

  1. 在Java中声明Native方法（即需要调用的本地方法）
  2. javac编译上述 Java源文件得到 .class文件
  3. 通过 javah 命令导出JNI的头文件（.h文件）
  4. 使用 Java需要交互的本地代码 实现在 Java中声明的Native方法
  5. 编译.so库文件

注册JNI函数

有两种方式可以注册JNI函数，一种是静态注册，一种是动态注册，静态注册就像上面讲的通过javah得到对应的头文件，实现其函数即可，动态注册则是通过库加载调用的JNI_OnLoad()函数中调用JNIEnv的RegisterNatives方法来完成注册native方法和JNI函数的对应关系

c调用java代码

通过FindClass()函数获取到对应的java类，然后通过GetMethodID()函数获取到对应的方法