Android studio3.0 JNI/NDK开发流程

2018-01-08 本文已影响3665人 6cce78b547ab

一、前言

NDK

Native Development Kit（NDK）是一系列工具的集合。它提供了一系列的工具，帮助开发者快速开发C/C++的动态库，并能自动将so和java一起打包成apk。

JNI

Java Native Interface（JNI）标准是java平台的一部分，JNI是Java语言提供的Java和C/C++相互沟通的机制，Java可以通过JNI调用C/C++代码，C/C++的代码也可以调用java代码。

JNI与NDK的关系

NDK可以为我们生成了C/C++的动态链接库，JNI是java和C/C++沟通的接口，两者与android没有半毛钱关系，只因为安卓是java程序语言开发，然后通过JNI又能与C/C++沟通，所以我们可以使用NDK+JNI来实现“Java+C”的开发方式。

● NDK开发好处

NDK开发具有以下优点：

项目需要调用底层的一些C/C++的一些东西（java无法直接访问到操作系统底层（如系统硬件等）），或者已经在C/C++环境下实现了功能代码（大部分现存的开源库都是用C/C++代码编写的。），直接使用即可。
为了效率更加高效些。将要求高性能的应用逻辑使用C/C++开发，从而提高应用程序的执行效率。但是C/C++代码虽然是高效的，在java与C/C++相互调用时却增大了开销；
基于安全性的考虑。防止代码被反编译，为了安全起见，使用C/C++语言来编写重要的部分以增大系统的安全性，最后生成so库（用过第三方库的应该都不陌生）便于给人提供方便
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。

二、配置

下载安装
首先我们在Android Studio下新建一个安卓项目。然后打开Project Structure界面，如下：

在SDK Location目录下，有SDK和NDK的路径，我这里已经安装NDK。如果还没有安装配置过NDK，Android Studio会提示下载Android NDK,如下图：

点击Download Android NDK来进行下载。这里Android Studio会下载最新版本的NDK进行安装，默认会下载保存在SDK的路径下。我们在上图中还能看到有一段介绍文字，说SDK以及NDK的路径配置会保存在local.properties文件内，安装完成后我们刷新Project，进local.properties文件查看也能看到SDK与NDK的路径。

注意：以前有些版本需在需要在gradle.properties文件中加上一行,3.0版本不再支持了：

android.useDeprecatedNdk=true

添加插件
为省去控制台输入命令麻烦。我们借助强大的Android Studio的插件功能，在External Tools下配置两个非常有用的插件。进入Settings–>Tools–>ExternalTools，点击+号增加。
- javah -jni命令

javah -jni命令，根据java文件生成.h头文件的，会自动根据java文件中的类名（包含包名）与方法名生成对应的C/C++里面的方法名。下面是参数配置及其含义：

Program: $JDKPath$\bin\javah.exe 这里配置的是JDK目录下的javah.exe的路径。
Parametes: -classpath . -jni -d $ModuleFileDir$/src/main/jni $FileClass$ 这里$FileClass$指的是要执行操作的类名（即我们操作的文件），$ModuleFileDir$/src/main/jni表示生成的文件保存在这个module目录的src/main/jni目录下。
Working: $ModuleFileDir$\src\main\java 表示module目录下的src\main\java目录。
使用方式：选中java文件—>右键—>External Tools—>javah-jni，将生成jni文件夹以及文件夹下的包名.类名的.h头文件（名字有点长，可以自己重命名）。
- ndk -build命令

ndk -build命令，是根据C/C++文件生成so文件的。下面是参数配置及其含义：

Program: F:\apk\sdk\ndk-bundle\ndk-build.cmd 这里配置的是ndk下的ndk-build.cmd的路径（根据实际情况填写）。
Working: $ModuleFileDir$\src\main\
使用方式：选中C/C++文件—>右键—>ExternalTools—>ndk-build，将在main文件夹下生成libs文件夹以及多个so文件，我们可以移动至jniLibs目录下去。

三、简单实例

创建java类
随意创建一个访问本地C/C++方法的java类。

public class JniTest {

    /**
     * 将用C++代码实现，在android代码中调用的方法：获取一段文字
     */
    public static native String getStrFromC();

    /**
     * 配置加载的so库的文件名字===>如 ：libmyLib.so
     */
    static {
        System.loadLibrary("myLib");
    }
}

该类的getStrFromC会报错提示，不用管。

生成.h头文件
然后对该文件执行javah -jni操作，生成对应的.h头文件。

如图，已经根据我们的java类在jni文件夹下生成了对应的.h文件，文件名为包名类名.h，我们可以手动改.h文件名，里面只有一个方法，返回值为String（jstring），方法名为Java类的包名类名方法名（包名中的分级不是用.而是_），前面两个参数是C++里面必须有的（JNIEnv代表指向JVM的指针，jclass是调用该方法的java对象），第三个jobject就是我们java类的方法里面的参数Object。注意，这是java函数与C++函数对应的静态注册方法，即通过特定的规则来写。此处方法名可以随意起名字，然后还可以用动态注册的方式关联两个方法。

创建c或c++文件
在jni文件夹下，新建一个.c(c语言)或者.cpp(c++)的文件，来实现.h文件里声明的方法：
把.h文件里面声明的方法拷贝到新建的c文件里面，然后在文件里面引入.h文件，如下图：

至此，.h文件和c++文件已完成，想生成so文件还需要在这个jni目录下增加两个文件，Android.mk和Application.mk。

Android.mk
注意LOCAL_MODULE的值与之前的java类中设置要生成so库的名字相对应，LOCAL_SRC_FILES的值写c++文件的名字，这两个值成对设置，可设置多组。（:=是赋值的意思，$是引用某变量的值。）

LOCAL_PATH := $(call my-dir)     // 设置当前的编译目录（Android.mk所在的目录） 
include $(CLEAR_VARS)            // 清除LOCAL_XX变量（LOCAL_PATH除外）
LOCAL_MODULE := myLib // 指定当前编译模块的名称  
LOCAL_SRC_FILES := jnittest.c    // 编译模块需要的源文件
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY) // 指定编译出的库类型，BUILD_SHARED_LIBRARY：动态库；BUILD_STATIC_LIBRARY：静态库， BUILD_EXECUTEABLE指：可执行文件

在一个Android.mk文件中配置多个Module的方式如下（include$(CLEAR_VARS)、include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)两个语句也需要加上）

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := myLib
LOCAL_SRC_FILES := jnittest.c
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := myLib2
LOCAL_SRC_FILES := jnittest2.c
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

Application.mk
Application.mk，APP_ABI有四种类型（默认armeabi），armeabi、armeabi-v7a、x86、mips，设置时以空格隔开，all表示所有。该文件中有个可选配置的APP_MODULES，类似于上面Android.mk文件中的LOCAL_MODULE，以空格隔开，且会覆盖掉Android.mk文件中的LOCAL_MODULE设置（比如Android.mk文件中的写了两个jni库的配置，LOCAL_MODULE := JNI1、LOCAL_MODULE := JNI2，而Application.mk中设置的APP_MODULES := JNI1，则只能生成JNI1的so文件，要生成JNI2的so文件的时候会报错，除非写成APP_MODULES := JNI1 JNI2，这里我们直接省略默认使用Android.mk中的）

APP_ABI := all

生成so文件
对C++文件执行ndk-build操作，生成相应的so文件

如图，在main/libs目录下生成了多个so文件，名字为lib+我们指定的库名（同时还生成了obj文件夹，不知是什么东西）。这时候我们可以生成的main/libs文件夹内的东西复制到app/libs下，并删除main下新生成的jni、libs、obj三个文件夹。

配置app/gradle

android {
    compileSdkVersion 26
    defaultConfig {
        applicationId "com.example.ndkjnitestdemo"
        minSdkVersion 14
        targetSdkVersion 26
        versionCode 1
        versionName "1.0"
    }
    sourceSets {
        main {
            //让AS识别libs下的.so第三方包
            jniLibs.srcDirs =['libs']
        }
    }
}

调用
在Activity中测试调用，在TextView上显示我们通过C++代码实现的方法getStrFromC获取字符串。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    TextView textView;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        textView = (TextView) findViewById(R.id.ndk_text);
        JniTest jniTest = new JniTest();
        textView.setText(jniTest.getStrFromC(""));
    }
}

测试能正确获取到字符串，说明调用成功。我们可以把JniTest类以及so文件给别人去使用，这样别人是看不到我们的代码实现的，能很好的保护我们的源码。

Android studio3.0 JNI/NDK开发流程

一、前言

二、配置

三、简单实例

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