Android JNINDKAndroid知识

NDK开发从放弃到入门

2017-05-24  本文已影响127人  GordenNee

1.NDK简介

1.1、NDK和 So

​ NDK 全称 Native Development Kit，是Google在Android开发中提供的一套用于快速创建native工程的一个工具。从上图这个Android系统框架来看，我们上层是通过JNI方式来调用NDK层的，使用这个工具可以很方便的编写和调试JNI的代码。因为C语言不跨平台，在Windows系统下使用NDK编译在Linux下能执行的函数库——SO文件，全称Shared Objects，其实质就是一堆c、c++的头文件和实现文件打包成一个库。目前Android系统目前支持以下七种不同的CPU架构，每一种对应着各自的应用程序二进制接口ABI：（Application Binary Interface）定义了二进制文件（尤其是.so文件）如何运行在相应的系统平台上，从使用的指令集，内存对齐到可用的系统函数库。

1.2 、JNI

​ JNI 全称Java Native Inteface，即Java本地接口，是Java中定义的一种用于连接Java和C/C++接口的一种实现方式。Java语言装载到虚拟机中，不能和硬件交互，不能驱动开发。JNI扩展了Java虚拟机的能力，驱动开发、无线热点共享，底层语言（C、C++）效率高，数学运算、实时渲染的游戏，音视频处理等等，简而言之，就是Java代码调用c、c++代码，JNI模式一共涉及到三个角色：C/C++ 代码、本地方法接口类、Java层中具体业务类。

1.3、JNI的变量类型与Java类型对比表
Java中变量的类型 JNI对应的类型名 C/C++变量类型
boolean jboolean unsigned char
float jfloat float
double jdouble double
byte jbyte signed char
char jchar unsigned short
short jshort short
int jint/jsize int
long jlong long long
Object jobject void *
String jstring void *
3、JNI的基本语法
 System.loadLibrary("helloJni");//加载so文件，不要带上前缀lib和后缀.so11

((TextView)findViewById(R.id.jni_text)).setText(helloJni());

2.传统的NDK开发方法：

2.1 NDK开发环境配置：
2.2 代码开发

​ 在Java代码中声明Native方法，命令行进入当前类所在的src/main/Java 目录，然后 javah +com…(包名+类名） ，会在src下生成当前类中Native方法的声明头文件，对Native方法进行声明。

public static native int EncodeInit(int speexMode);

​ 手动新建c/c++文件，用于编写JNI代码，需要实现.h文件中所声明的方法。

​ 因为Eclipse或Android Studio 并不支持c/c++的代码开发，因此需要在在VS等c/c++开发平台开发Native代码，并完成测试。

2.3 对需要生成的so包进行配置

​ 将开发完成的Native文件全部导入Android工程jni目录下，并编写Android.mk和Application.mk文件，对需要生成的so包进行配置。

 APP_ABI := all

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := hello-jni   //ps:生成的so文件名格式为：lib+声明的so名字
LOCAL_SRC_FILES := hello-jni.c

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
2.4 生成so包

命令行下进入JNI代码所在位置，执行ndk-build 便会生成指定的so。

2.5 引用so包

​ 首先在Gradle中引用so包

    sourceSets{
        main {
            jniLibs.srcDirs 'libs'
        }
    }

​ 在java的native方法声明处加载so包：

static {
        try {
            System.loadLibrary("hello-jni");
            mIsloaded = true;
        } catch (UnsatisfiedLinkError e) {
            Logging.e(TAG, "", e);
        }

    }

public static native int EncodeInit(int speexMode);

3.Android Studio 新的 ndk-build

​ Android Studio 在2.2增加了对NDK的支持，这里主要指ndk-build 和cMake。这里的ndk-build 是相对于以前的ndk-build更加方便。

开发步骤：

3.1 环境配置

​ 需要在gradle.properties中支持NDK开发

android.useDeprecatedNdk=true
3.2 声明一个原生的方法
public class NdkJniUtils {
  
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");   
    }
  
    public native String getString();

}
3.3 头文件的生成

​ 命令行进入当前类所在的src/main/Java 目录，然后 javah +com…(包名+类名） ，会在src下生成当前类中Native方法的声明头文件，对Native方法进行声明。

3.4 JNI代码的具体实现

将.h文件移动到项目的JNI开发目录，并可根据需要改名。新建C/C++文件，对.h文件中的方法进行实现。

3.5 Gradle配置

​ 在defaultConfig 中加入对NDK的一些配置

ndk{
            moduleName "native-lib"         //生成的so名字
            abiFilters "armeabi", "armeabi-v7a", "x86"  //输出指定三种abi体系结构下的so库
        }

直接编译生成so包并被引用。

ps ：直接使用so包进行开发

​ 1.上述过程编译成功后会在build/intermediates目录下生成对应的ABI的so包，可以直接拿来使用。

​ 2.将so包复制到项目的libs文件夹下

​ 3.在Gradle中引入so包：

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

​ 4.在native方法声明处直接加载so包就可以正常使用了

static {
        System.loadLibrary("native-lib");   
    }

​ 5.这个时候因为是直接使用so包，那么我们的jni目录下的jni代码以及NDK{}配置均可移除。

4. cMake -崭新的开发方式

4.1 主要优点：
4.2 开发步骤

（不需要配置gradle.properties中android.useDeprecatedNdk=true）

1.声明一个原生的方法

2.实现c/c++ 文件

3.创建cMake脚本，编写cMakeLists.txt 文件

4.提供一个指向 CMake 脚本文件的路径，将 Gradle 关联到原生库。Gradle 使用构建脚本将源代码导入Android Studio 项目并将原生库（SO 文件）打包到 APK 中。在Gradle中配置cMake

defaultConfig {
        applicationId "com.iflytek.cmaketest"
        minSdkVersion 21
        targetSdkVersion 25
        versionCode 1
        versionName "1.0"
        testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"
        externalNativeBuild {
            cmake {
                cppFlags ""
            }
        }
        ndk {
            abiFilters "armeabi" 
        }
    }

externalNativeBuild {
        cmake {
            path "CMakeLists.txt"
        }
    }
4.3 cMakeList语法：

cMakeLists文件位置可自定义，一般放在module的根目录下，对应Gradle中cmake的path路径

# Sets the minimum version of CMake required to build your native library.
# This ensures that a certain set of CMake features is available to
# your build.

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

# Specifies a library name, specifies whether the library is STATIC or
# SHARED, and provides relative paths to the source code. You can
# define multiple libraries by adding multiple add.library() commands,
# and CMake builds them for you. When you build your app, Gradle
# automatically packages shared libraries with your APK.

add_library( # Specifies 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 )
  
# Specifies a path to native header files. 
include_directories(src/main/cpp/include/)

1.基础使用：

2.进阶使用：

5.对比分析

5.1三种方式优缺点
改进ndk-build 原始ndk-build cMake
优点 1.三方源代码保留，可以随时查看 1.支持动态调试 1.支持代码提示 2.代码调试 3.管理方便
缺点 1.不支持代码编辑，调试 1.不支持代码提示 1.每次调试都需要编译JNI
5.2 推荐方案
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