Android Studio使用ProtocolBuffers

Posted 2023-05-15

参考技术A protobuf的java库比较大，为满足android移动设备在内存、性能等各方面的要求，google也推出了android定制版protobuf-lite库。

app module的gradle脚本如下：

工程目录如下：

我们将以下Json示例转为pb格式：

schema编写如下：

这个schema已经将上面json示例的层次结构体现的很明显了。简单解释一下各参数的意义及用法：

build工程，可以看到在java包下生成了debug目录（由于当前是debug模式），再下面就是我们想要的包及schema编译后的java文件。

使用编译生成的java类，就可以进行数据的序列化和反序列化了。

构造一个response数据并写入文件

用法很简单，生成对象的构造器builder，用提供的各种Set方法填充数据，最后build，二进制数据就生成了。用法跟普通的pojo类没有区别。

将文件中的数据解析到Response对象中

用起来也非常简单，parseFrom搞定。 值得一提的是，由于protobuf的存储结构决定了它在进行数据解析的时候必须将整个数据完整解析一遍才能得到你想要的数据，也就是数据传输过程中所谓的封包-解析过程，这与json解析的过程类似，区别在于它对key键的特殊编码，省去了字符匹配的过程。

Protobuf 提供了 google::protobuf::compiler 包来完成动态编译的功能。感兴趣的同学可以自行研究。

Android Studio使用JNI

0x01 前言

　　本文讲述使用Android Studio通过静态注册、动态注册使用JNI的方法，以及加载第三方so文件的方法

 

0x02 Android Studio静态注册的方式使用JNI

　　1. 添加native接口

public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener {

    static{
        System.loadLibrary("JniTest");
    }

    private native int Add(double num1,double num2);
    private native int Sub(double num1,double num2);
    private native int Mul(double num1,double num2);
    private native int Div(double num1,double num2);


    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    ｝
｝

　　在Java类中使用System.loadLibrary("JniTest")加载我们要写的so库名称，Add/Sub/Mul/Div这四个方法在Java类中声明就可以使用了。

 

　　2.Build->Make Project
　　验证工程中并无其他错误，并对工程进行编译，生成.class文件
　　在Build/intermediates/classes/debug里面

 

　　3.javah 生成.h文件

　　cmd 进入工程目录在工程的app/src/main/java ，执行 javah com.example.caculate.MainActivity 命令，就会生成so库所需要的.h文件

　　在/app/src/main/下建立jni目录，将.h拷贝进去

 

　　4.jni目录下新建一个.c文件，完成so库的函数实现(注:这里的Android.mk文件并不需要，可以不写，用法在下面会提到)

　　
　　

　　5.Build->Make Project  会报错，这里在android studio中添加ndk路径编译生成so文件

        ①在local.properties文件中增加ndk的路径

 

 

　　②在/app/目录下的build.gradle文件里增加 so的名称

ndk {
　　moduleName "JniTest"
　　abiFilters "armeabi", "armeabi-v7a", "x86"
}

 

　　6.Build->Make Project 就可以编译出so文件了
　　生成的so在app/Build/intermediates/ndk/debug/lib下面

　

　　7.点击运行，就可以使用我们实现的so中的代码了

 

 (注:在so库中实现在原结果基础上加2)

 

　　使用模拟器利用busybox安装grep命令之后，我们可以通过/proc/<pid>/maps文件中保存的进程加载模块，查看我们写的so文件是否被加载了。

 

　　8.我们JNI的实现文件

　　①com_example_caculate_MainActivity.h文件

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_example_caculate_MainActivity */

#ifndef _Included_com_example_caculate_MainActivity
#define _Included_com_example_caculate_MainActivity
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_example_caculate_MainActivity
 * Method:    Add
 * Signature: (DD)I
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_caculate_MainActivity_Add
  (JNIEnv *, jobject, jdouble, jdouble);

/*
 * Class:     com_example_caculate_MainActivity
 * Method:    Sub
 * Signature: (DD)I
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_caculate_MainActivity_Sub
  (JNIEnv *, jobject, jdouble, jdouble);

/*
 * Class:     com_example_caculate_MainActivity
 * Method:    Mul
 * Signature: (DD)I
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_caculate_MainActivity_Mul
  (JNIEnv *, jobject, jdouble, jdouble);

/*
 * Class:     com_example_caculate_MainActivity
 * Method:    Div
 * Signature: (DD)I
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_caculate_MainActivity_Div
  (JNIEnv *, jobject, jdouble, jdouble);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

　　②so库中实现函数的main.c文件

#include <jni.h>
#define jintJNICALL
#ifndef _Included_com_example_caculate_MainActivity
#define _Included_com_example_caculate_MainActivity
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

JNIEXPORT jintJNICALL Java_com_example_caculate_MainActivity_Add
        (JNIEnv *env, jobject obj, jdouble num1, jdouble num2)
{
    return (jint)(num1 + num2+2);
}


JNIEXPORT jintJNICALL Java_com_example_caculate_MainActivity_Sub
        (JNIEnv *env, jobject obj, jdouble num1, jdouble num2)
{
    return (jint)(num1 - num2+2);
}


JNIEXPORT jintJNICALL Java_com_example_caculate_MainActivity_Mul
        (JNIEnv *env, jobject obj, jdouble num1, jdouble num2)
{
    return (jint)(num1 * num2+2);
}

JNIEXPORT jintJNICALL Java_com_example_caculate_MainActivity_Div
        (JNIEnv *env, jobject obj, jdouble num1, jdouble num2)
{
    if (num2 == 0) return 0;
    return (jint)(num1 / num2+2);
}
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

 

 0x03 Android Studio动态注册的方式使用JNI

　　1.jni目录下直接编写so库中的.c文件

　　JNI_Onlad会作为so库被加载后的第一个执行函数，最后通过RegisterNatives函数将JNI函数注册

#include <jni.h>
#include <stdio.h>
//#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>


JNIEXPORT jint JNICALL native_Add
(JNIEnv *env, jobject obj, jdouble num1, jdouble num2)
{
return (jint)(num1 + num2 +1);
}


JNIEXPORT jint JNICALL native_Sub
        (JNIEnv *env, jobject obj, jdouble num1, jdouble num2)
{
    return (jint)(num1 - num2 +1);
}


JNIEXPORT jint JNICALL native_Mul
        (JNIEnv *env, jobject obj, jdouble num1, jdouble num2)
{
    return (jint)(num1 * num2 +1);
}

JNIEXPORT jint JNICALL native_Div
        (JNIEnv *env, jobject obj, jdouble num1, jdouble num2)
{
    if (num2 == 0) return 0;
    return (jint)(num1 / num2 +1);
}

//Java和JNI函数的绑定表
static JNINativeMethod gMethods[] = {
        {"Add", "(DD)I", (void *)native_Add},
        {"Sub", "(DD)I", (void *)native_Sub},
        {"Mul", "(DD)I", (void *)native_Mul},
        {"Div", "(DD)I", (void *)native_Div},
};




//注册native方法到java中
static int registerNativeMethods(JNIEnv* env, const char* className,
                                JNINativeMethod* gMethods, int numMethods)
{
    jclass clazz;
    clazz = (*env)->FindClass(env, className);
    if (clazz == NULL) {
        return JNI_FALSE;
    }
    if ((*env)->RegisterNatives(env, clazz, gMethods,numMethods) < 0){
        return JNI_FALSE;
    }

    return JNI_TRUE;
}


int register_ndk_load(JNIEnv *env)
{

    return registerNativeMethods(env, "com/example/caculate/MainActivity",
                                 gMethods,sizeof(gMethods) / sizeof(gMethods[0]));
                                 //NELEM(gMethods));
}



JNIEXPORT jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
{
    JNIEnv* env = NULL;
    jint result = -1;

    if ((*vm)->GetEnv(vm, (void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
        return result;
    }

    register_ndk_load(env);

    // 返回jni的版本
    return JNI_VERSION_1_4;
}

 (注:这里Android.mk文件也不需要，在下面会提到)

 

　　2.在Java类中添加native接口，加载JniTest.so，以及声明native函数，声明之后，函数可以直接使用。

public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener {

    static{
        System.loadLibrary("JniTest");
    }

    private native int Add(double num1,double num2);
    private native int Sub(double num1,double num2);
    private native int Mul(double num1,double num2);
    private native int Div(double num1,double num2);


    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    ｝
｝

　　

 　　3.make Project 生成so库,如果之前没有修改/app/build.gradle文件和在local.properties中指定ndk路径则会报错。报错参考静态使用JNI中的步骤5，指定ndk路径，并且指定so名称和输出的架构。

　　

　　生成成功，则在/app/build/intermediates/ndk/debug/lib目录下生成相应的so文件

　　

 

　　4.在虚拟机中运行

      (注：这里的结果在原结果上加1)

 0x04 Android Studio加载第三方库

　　1.使用ndk生成so文件

　　①建立jni目录(随便在哪个地方)

　　②编写so库中的.c函数，这里完全使用0x03 Android Studio动态注册的方式使用JNI中的c文件，使用动态注册的方式

　　③编写Android.mk文件(单独使用ndk编译so文件的时候需要用到)

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_LDLIBS := -L$(SYSROOT)/usr/lib -llog
LOCAL_PRELINK_MODULE := false
LOCAL_MODULE := JniTest
LOCAL_SRC_FILES := MyJniCalc.c
LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libandroid_runtime
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

　　④使用cmd进入jni目录，执行ndk-build，生成so文件

　　

　　

　　2.加载生成的so文件，打包进apk中

　　①我们在/app目录下建立libs目录，将我们的so文件拷贝进去

　　这里可以使用ndk自己生成的so文件，也可以使用其他第三方so文件

　　

　　

　　②改写/app/build.gradle文件，编译的时候将so生成上图中的libJniTest.jar文件

apply plugin: \'com.android.application\'

android {
    compileSdkVersion 16
    buildToolsVersion "23.0.3"

    defaultConfig {
        applicationId "com.example.caculate"
        minSdkVersion 8
        targetSdkVersion 16
    }

    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile(\'proguard-android.txt\'), \'proguard-rules.txt\'
        }
    }

    sourceSets.main {
        jni.srcDirs = []
        jniLibs.srcDir \'src/main/libs\'
    }

    task nativeLibsToJar(type: Zip, description: "create a jar archive of the native libs") {
        destinationDir file("$projectDir/libs")
        baseName "libJniTest"
        extension "jar"
        from fileTree(dir: "libs", include: "**/*.so")
        into "lib"
    }

    tasks.withType(JavaCompile) {
        compileTask -> compileTask.dependsOn(nativeLibsToJar)
    }

}

dependencies {
    compile fileTree(dir: \'libs\', include: [\'*.jar\'])
    compile \'com.android.support:support-v4:18.0.0\'
    compile files(\'libs/libJniTest.jar\')
}

　　其中into "lib" 是生成的jar文件存放的目录，include: "**/*.so" 为所依赖的so文件

 

 

 　　③在Java类中添加so的接口

public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener {

    static{
        System.loadLibrary("JniTest");
    }

    private native int Add(double num1,double num2);
    private native int Sub(double num1,double num2);
    private native int Mul(double num1,double num2);
    private native int Div(double num1,double num2);


    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    ｝
｝

　　

　　4.Make Project，点击运行

　　这里不需要指定ndk路径，so库的名称也不需要在/app/build.gradle中指定，在Android.mk中指定

(注:这里结果在原结果上加1)

 

0x05 总结

　　这里是Android Studio中的使用方法，刚开始也是各种百度，弄得很复杂，在后面的学习中也懂得了很多，所以今天将使用方法重新整理了一遍，希望大家可以不要浪费太多时间。静态注册方法主要要用javah生成.h文件，显得比较复杂，每次添加函数都要重新生成.h文件，不过如果知道函数名称的格式也可以不生成.h文件，实践中，在jni目录下只有main.c文件也是可以运行成功的。动态注册方法直接在函数中注册比较容易动态扩展，但是需要对注册的数据类型有所了解，可以参考静态方法生成的.h文件中有对应的数据类型。加载第三方库感觉是最实用的，不管是so文件加密，还是使用不开源的so库，都需要加载已经生成的so文件。

 　  注意/app/build.gradle中的sdk版本要改成自己android studio中sdk有的版本，如果没有也可根据android studio提示下载。

　　代码下载：https://github.com/LycorisGuard/android

 　  最后编辑于2016.9.17