Android Studio使用JNI

Posted 2020-07-08 ciyze

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