Android Studio 1.3及以上 NDK环境配置

自从Android Studio1.3以后，在Android 环境开发JNI程序搭建开发环境变得相对简单。这里就来介绍一下急于Android Studio如何进行jni开发。

　　首先准备基本工具，Android
Studio （>=1.3.x）， NDK(ndk-r10-e)。打开Android
Studio 建立一个空工程，关联上NDK，操作步骤方式如下图：（注意是空工程，要不后面会很麻烦）





　　设置好NDK之后，开始设置gradle，设置gradle主要需要设置三个地方，设置好之后就可以直接编写和编译JNI代码了，不需要像以前一样编写Makefile，相当方便。但是设置gradle也是需要比较小心的，由于当前NDK还处于Experimental 阶段，更新不断，经常会爆出各种奇怪的错误，因此也要特别留心。好了废话不多说，下面来介绍设置gradle的三个主要步骤。

　　首先设置TopLevel gradle，也就是Project gradle，这里比较简单，在dependencies中设置：classpath
'com.android.tools.build:gradle-experimental:0.2.0' ，注意这里要把之前的类似classpath 'com.android.tools.build:gradle:1.3.0' 注释掉。还要多提一句的是，这里设置的是gradle-experimental:0.2.0，后面对应设置gradle wrapper的时候要对应gradle2.5-all 版本，这里先说到这里。

　　接着设置 Module gradle，这一步是比较麻烦的。由于我们在创建工程的时候自动生成的这个gradle文件内容比较多，而且如果要使用NDK的话这个gradle变化比较大，这里直接贴出需要使用NDK的gradle，然后来进行说明。

　　和自动生成的gradle相比，首先是 apply plugin: 'com.android.application' 变成了 apply plugin: 'com.android.model.application'。下面的配置也需要包装在model{}中。

　　这个gradle的配置有几点需要注意的：

　　1. 所有值的设置都要写成 xxx = yyyy的形式，比如： applicationId
= "com.zyp.ndktest" （自动生成的gradle 则可能是： applicationId = "com.zyp.ndktest" ），否则会爆这种错误：Error:Cause: org.gradle.api.internal.ExtensibleDynamicObject， 当出现此类错误，检查是否都用了 “=”的方式。

　　2. buildTypes 需要从android{} 中取出来，写成android.buildTypes{}的形式，否则会出现这种错误：Error:Unable
to load class 'org.gradle.nativeplatform.internal.DefaultBuildType_Decorated'.

　　　此外，自动生成的buildTypes的形式和上面的也不一样为以下的形式：

　　需要改成上面文件中的格式，否则会报这种错误：Error:No signature of method: org.gradle.model.ModelMap.minifyEnabled()
is applicable for argument types: (java.lang.Boolean) values: [false]

　　3. defaultConfig{} 需要写成defaultConfig.with{} 的形式，否则会报这种错误：Error:Cause: com.android.build.gradle.managed.AndroidConfig_Impl

　　4. 在defaultConfig.with{} 中 需要写成

　　　　minSdkVersion.apiLevel  = 19
　　　　targetSdkVersion.apiLevel = 23

　　　　也就是比自动生成的多 .apiLevel ，否则会报这种错误：Unable
to load class com.android.build.gradle.managed.ProductFlavor_Impl

　　5. 增加compileOptions.with{} 需要选择JavaVersion.VERSION_1_7，否则会报这种错误：Bad class file
magic or version

　　6. 最后一点，在gradleWrapper中使用的是2.5，则android.ndk {} 中类似cppFlags 的添加使用 += 的方式，否则需要使用 .add的方式

　　以上可能遇到的问题我这里帮大家罗列出来，具体的请参考Google的文档，只不过这个文档需要FQ。

　　最后设置gradle wrapper就好了，将左边的工程视图调整到Project，在gradle->wrapper->grale-wrapper.properties文件的最后设置：distributionUrl=https\://services.gradle.org/distributions/gradle-2.5-all.zip，注意这里如果在Project
gradle中设置的是gradle-experimental:0.2.0，则这里选择gradle-2.5-all，如果是gradle-experimental:0.4.0，需要设置gradle-2.8-all。

我是去网站下载的services.gradle.org/distributions/gradle-2.5-all.zip这个包，解压到所在位置

　　gradle设置完成之后就可以创建jni文件夹，然后编写Native代码了，创建好jni后一个工程的基本结构见下图：



搭建好基于Android Studio的环境之后，编写native代码相对来说也比较简单了。在Android上编写Native代码和在Linux编写C/C++代码还是有区别，Native代码一般需要与JVM交互数据，需要遵循一定的规范，本文来介绍一下基本的JNI代码写法。

　　我们还是从实例出发，配置好Android Studio工程之后，我们需要创建jni目录和在jni目下创建c/c++文件和相应的头文件，创建方式见下图。





　　在实例工程中我们创建了NdkSample.cpp 和 NdkSample.h，源码见下面：

　　现在来简单介绍一下，首先是NdkSample.h文件，刚刚创建的时候只有相应的预处理命令，我们在头文件预处理命令之间加上 jni.h ，stdio.h ，string.h 后两个非必要。将我们要在java层调用的接口声明出来，放在extern "c"{} 中（告诉编译器按照C标准进行编译）。第一次接触jni的同学看到那么复杂的函数命名和奇怪的JNIEXPORT ，JNICALL，JNIEnv之类的估计有点不习惯，本文就不详细介绍它们的意思，其实你跟踪源码它们就是几个宏（JNIEnv是一个结构体保存当前环境的上下文），其它的jstring，jclass之类的很好理解就是在Native环境中对JVM中java对应结构的一种表示方式。

　　函数命令方式是包名加activity名加函数名，表如我们在java层中的包名是java.com.zyp.ndktest，在MainActivity中调用sayHello函数，则jni层函数命名就要写成上面的方式。

　　接下来看NdkSample.cpp文件中函数的定义。ni层的函数还需要多两个参数，一个是JNIEnv * ，一个是jclass。我们在java层调用的时候就只用传递前两个参数之外的参数。例子中我们想从java层传递一个String类型的参数到jni层，jni层从JVM中取数据的时候取到的却是jstring类型，在jni层我们不能直接使用需要转换。这里我们通过env->GetStringUTFChars(j_str, &isCopy)函数来完成，将j_str所在的地址转换并赋值给const char *类型的指针，之后我们就可以通过该指针访问那块内存了。注意这里是const
char * 表示该指针指向的内存区域的内容是不可以改变的，java中的String 也是自带final属性的。GetStringUTFChars()实际上是将JVM内部的Unicode转化成为了C/C++认识的UTF-8的格式的字符串，注意这个函数内部发生了内存分配，相当于是拷贝了一份Unicode然后进行转化，所以后面需要ReleaseStringUTFChars()来释放内存。

　　最后该函数返回一个新的构建好的jstring类型给java层，为了将C/C++层的UTF-8字符串转换为JVM中的Unicode字符串，需要调用另外一个函数NewStringUTF()来完成转换。

　　我们注意到JVM中的内容jni中不能直接操作需要进行转换，jni中的内同也要进行转换，因此也有大量的相关jni接口存在，后面文章中会挑选一些来讲解。

　　此外，函数中JNIEnv *env这个参数需要说一下，在C和C++中使用方式是不一样的，不要搞混了。在C中，看到JNIEnv 我们实质是取得了JNINativeInterface* （JNIEnv指针的指针），我们得使用**env获取结构体，从而才能使用结构体里面的方法。在C++中，看到JNIEnv我们实质是取得了JNIEnv*（JNIEnv结构体的指针），我们可以直接使用env->使用结构体里面的方法。注意我们调用GetStringUTFChars()的方式，但是注意和Java_com_zyp_ndktest_MainActivity_sayHello()进行区别。

　　现在来看看我们在java层中如何调用jni层的接口，看下面代码：

　　我们首先要通过System.loadLibrary()加载jni代码编译后生成的.so，但是这个库的名字怎么来的呢，注意回过头去看上一篇中gradle ndk{}中的内容，我们是在那里进行的命名的；然后还要声明native static 类型的该函数。然后直接调用就好了。运行结果见下图。



配置了一整天，基本配置好了。