Android NDK开发基础

Posted 2022-05-31 王永迪

前言

本人是c与c++界的菜鸟，在开发android过程中，感觉到ndk开发越来越重要，故而也来ndk界凑个热闹，希望此类博文对android开发者起到一丢丢的作用~

什么是NDK？

NDK全称是Native Development Kit，NDK提供了一系列的工具，帮助开发者快速开发C（或C++）的动态库，并能自动将so和java应用一起打包成apk。NDK集成了交叉编译器（交叉编译器需要UNIX或LINUX系统环境），并提供了相应的mk文件隔离CPU、平台、ABI等差异，开发人员只需要简单修改mk文件（指出“哪些文件需要编译”、“编译特性要求”等），就可以创建出so。

为什么使用NDK？

1、代码的保护。由于apk的java层代码很容易被反编译，而C/C++库反汇难度较大。
2、可以方便地使用现存的开源库。大部分现存的开源库都是用C/C++代码编写的。
3、提高程序的执行效率。将要求高性能的应用逻辑使用C开发，从而提高应用程序的执行效率。
4、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。

什么是JNI？

JNI的全称是Java Native Interface，它提供了若干的API实现了Java和其他语言的通信（主要是C和C++）。

为什么使用JNI？

JNI的目的是使java方法能够调用c实现的一些函数。

安卓中的so文件是什么？

android中用到的so文件是一个c++的函数库。在android的JNI中，要先将相应的C语言打包成so库，然后导入到lib文件夹中供java调用。

NDK安装及配置

NDK安装

Android Studio 从1.3 Beta1开始，支持了NDK。之前则不支持，所以我们建议使用新版的编辑器。

右键当前工程 => Open Moudle Setting => Android SDK location

如果未安装，点击安装下载~

配置环境变量

安装好的NDk一般位于你的sdk文件夹下的ndk-bundle。

一、windows环境变量配置

1、在系统环境变量里面创建NDK_ROOT

2、将NDK_ROOT追加到Path环境变量下–> ;%NDK_ROOT%

添加完毕后打开cmd，输入ndk-build，出现如下内容则表示成功~

二、mac 环境变量配置

1、进入当前用户的home目录
：输入 cd ～
2、创建 .bash_profile 文件
：输入 touch .bash_profile
3、编辑 .bash_profile文件
：输入 vi .bash_profile
4、编辑 .bash_profile文件 将ndk目录填写进来

    export NDK_ROOT=/Users/Walid/Library/Android/sdk/ndk-bundle
    export PATH=$PATH:$NDK_ROOT

5、环境变量立即生效的命令
：source .bash_profile
6、ndk-build 测试

so库开发

一、新建“本地”方法

如下，在JNI.java中建立了一个方法

public class JNI 

    static 
        try 
            System.loadLibrary("test-jni");  //程序在加载时，自动加载librock-jni.so库
         catch (UnsatisfiedLinkError e) 
            e.printStackTrace();
            Logger.e("loadLibrary test-jni fail !!!");
        
    

   /**
    * 可以看到这个方法的声明中有native关键字,
    * 这个关键字表示这个方法是本地方法,
    * 也就是说这个方法getStrFromJNI()是通过本地代码（C/C++）实现的,
    * 在java代码中仅仅是声明
    */
    public static native String getStrFromJNI();

二、生成 .h 文件

切换到Terminal，进入到该工程的java目录下

输入：

  javah -jni  -encoding utf-8 包名.类名

或者：

 javah -classpath /Users/Guolei/Library/Android/platforms/android-24/android.jar:.  包名.类名

在有context对象时，用第一种方式可能生成不了，建议使用-classpath方式进行生成.h文件~

编译成功后，刷新下工程可以看到编译出的.h文件，其实就是方法的声明，类似于java的接口定义由.cpp文件进行import~

该文件的代码如下所示：

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

#ifndef _Included_com_walid_test_utils_jni_JNI
#define _Included_com_walid_test_utils_jni_JNI
#ifdef __cplusplus
extern "C" 
#endif
/*
 * Class:     com_walid_test_utils_jni_JNI
 * Method:    getStrFromJNI
 * Signature: Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_walid_test_utils_jni_JNI_getStrFromJNI
  (JNIEnv *, jclass);

#ifdef __cplusplus

#endif
#endif

其实重要的部分就是这一句代码：

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_walid_test_utils_jni_JNI_getStrFromJNI
  (JNIEnv *, jclass);

仔细观察可以看到他是遵循“Java_包名类名本地方法名”来组织的~

三、编写.cpp文件

//
// Created by walid on 16/8/19.
//

#include <string.h>
#include <jni.h>
#include "com_walid_test_utils_jni_JNI.h"

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_walid_test_utils_jni_JNI_getStrFromJNI
        (JNIEnv *env, jclass cls) 
        return env->NewStringUTF("walid test jni ~");

四、编写Android.mk文件

在jni目录下新建Android.mk（必须是这个名称Android.mk）文件~

编辑Android.mk代码：// 在最新的studio，注释的代码在正式执行时一定要删除掉

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE        := test-jni // 要生成的so库的名称
LOCAL_SRC_FILES     := test.cpp // 要使用的文件，刚才编写的.cpp文件
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

目录结构如下：

五、so文件生成

在控制台中，进入到工程的app目录下，然后输入ndk-build，不出意外就可编译成功~

编译完成后刷新工程，可以看到在app目录下生成的libs和obj文件夹，其中libs是有用的，obj文件夹无用可以删除，libs中的可以看到生成的libtest-jni.so文件，如下图所示 ~

两个必要设置

1、在local.properties中设置NDK路径，我的NDK示例如下：

## This file is automatically generated by Android Studio.
# Do not modify this file -- YOUR CHANGES WILL BE ERASED!
#
# This file must *NOT* be checked into Version Control Systems,
# as it contains information specific to your local configuration.
#
# Location of the SDK. This is only used by Gradle.
# For customization when using a Version Control System, please read the
# header note.
#Fri Aug 19 12:44:30 CST 2016
ndk.dir=/Users/Walid/Library/Android/sdk/ndk-bundle // 设置ndk路径
sdk.dir=/Users/Walid/Library/Android/sdk

2、在app的build.gradle的android节点下设置：

个人习惯，将搜文件放置在libs目录下

sourceSets 
        main 
            jniLibs.srcDirs = ['libs']
        
    

这两处必要的地方该修改完毕后就可以开心的调用我们生成的so文件了~

so使用

在任意位置调用 ：

Log.d("WalidJNI", JNI.getStrFromJNI(this));

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