android NDK JNI so文件的制作和使用
2016-10-01 00:20
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为何要用到NDK？
概括来说主要分为以下几种情况：
1. 代码的保护，由于apk的Java层代码很容易被反编译，而C/C++库反编译难度较大；
2. 在NDK中调用第三方C/C++库，因为大部分的开源库都是用C/C++代码编写的；
3. 便于移植，用C/C++写的库可以很方便在其它的嵌入式平台上再次使用。
一、NDK开发环境的搭建：
在环境变量Path中添加NDK的路径（比如：D:\Android\android-ndk-r10b）即可，此时在dos命令行中输入ndk-build会提示：
Android NDK: Could not find application project directory !
Android NDK: Please define the NDK_PROJECT_PATH variable to point to it.
/home/braincol/workspace/android/android-ndk-r5/build/core/build-local.mk:85: *** Android NDK: Aborting . Stop.
这说明ndk开发环境已经搭建成功了。
二、代码的编写：
1.首先是写java代码
建立一个Android应用工程JniTest，在包com.ext.jnitest中创建JniInvoke 文件：
public class JniInvoke {
/**
* 程序开始运行的时候会加载jni-invoke库（static区声明的代码会先于构造方法执行）
*/
static {
System.loadLibrary("jni-invoke");
}
/**
* native关键字：表示这个方法是本地方法,是通过本地代码（C/C++）实现的，在java代码中仅仅是声明
*/
public native String getStringFromJNI();
public native void setStringToJNI();
}
2. 编写相应的C/C++代码, 进入main目录并新建文件夹jni
2.1
生成相应.h文件，.h文件只是辅助我们书写.c文件，使用好后可以删除
根据本地native方法生成c的头文件需要进入到终端
module\src\main\java> javah 类全路径(不含文件后缀)
获取方法的签名需要进入module->build->intermediates->class->debug
javap -s 类全路径 http://www.cnblogs.com/zhuyp1015/p/4976116.html
#include <jni.h>
/* Header for class com_ext_jnitest_JniInvoke */
#ifndef _Included_com_ext_jnitest_JniInvoke
#define _Included_com_ext_jnitest_JniInvoke
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class: com_ext_jnitest_JniInvoke
* Method: getStringFromJNI
* Signature: ()Ljava/lang/String;
*/
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_ext_jnitest_JniInvoke_getStringFromJNI
(JNIEnv *, jobject);
/*
* Class: com_ext_jnitest_JniInvoke
* Method: setStringToJNI
* Signature: ()Ljava/lang/String;
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_ext_jnitest_JniInvoke_setStringToJNI
(JNIEnv *, jobject);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
注：上面代码中的JNIEXPORT和JNICALL是jni的宏，在Android的jni中不需要，当然写上去也不会有错。
从上面的源码中可以看出C/C++文件中相应的函数名都特别长，但是其格式为：Java_package_class_method，即Java_包名_类名_方法名。
语句Signature: ()Ljava/lang/String;
()表示函数的参数为空（这里为空是指除了JNIEnv *, jobject这两个参数之外没有其它参数，JNIEnv*, jobject是所有jni函数必定有的两个参数，分别表示jni环境和对应的java类（或对象）本身）；而Ljava/lang/String;表示函数的返回值是java的String对象
2.2 编写相应的.c文件：
#include <string.h>
#include <jni.h>
/*
* Class: com_ext_jnitest_JniInvoke
* Method: getStringFromJNI
* Signature: ()Ljava/lang/String;
*/
jstring JNICALL Java_com_ext_jnitest_JniInvoke_getStringFromJNI
(JNIEnv *env, jobject obj) {
return (*env)->NewStringUTF(env, "get result from jni");
}
/*
* 方法名： Java_包名_类名_方法名
* 两个参数JNIEnv *，jobject分别表示jni环境和对应的Java类（或对象）本身
* Class: com_ext_jnitest_JniInvoke
* Method: setStringToJNI
* Signature: ()Ljava/lang/String;
*/
void JNICALL Java_com_ext_jnitest_JniInvoke_setStringToJNI
(JNIEnv *env, jobject obj, jstring string){
char *str = (char *)(*env)->GetStringUTFChars(env, string, null);
printf("%s\n");
(*env)->ReleaseStringURFChars(env, string, str);
}
三.
编译hello-jni.c 生成相应的库
3.1 编写Android.mk文件：
LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := jni-invoke
# 使用GNU Make函数wildcard来查找所有目录下面的文件，这里查找的是"当前项目路径/foo"目录下面的所有的“.c”文件
MY_FILES := $(wildcard $(LOCAL_PATH)/*.c)
# 把所有找到的文件名中的$(LOCLA_PATH)路径给去掉，只剩下/*.c类似的名字
MY_FILES := $(MY_FILES:$(LOCAL_PATH)/%=%)
LOCAL_SRC_FILES += $(MY_FILES)
#LOCAL_SRC_FILES := jni-invoke
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
LOCAL_PATH := $(call my-dir)
一个Android.mk文件首先必须定义好LOCAL_PATH变量。它用于在开发树中查找源文件。在这个例子中，宏函数’my-dir’由编译系统提供，用于返回当前路径（即包含Android.mk文件的目录）。
include $(CLEAR_VARS)
CLEAR_VARS由编译系统提供，指定让GNU MAKEFILE为你清除除LOCAL_PATH以外的其它LOCAL_XXX变量（例如 LOCAL_MODULE，LOCAL_SRC_FILES，LOCAL_STATIC_LIBRARIES等等），这是必要的，因为所有的编译控制文件都在同一个GNU MAKE执行环境中，所有的变量都是全局的。
LOCAL_MODULE :=jni-invoke
编译的目标对象，LOCAL_MODULE变量必须定义，以标识你在Android.mk文件中描述的每个模块。名称必须是唯一的，而且不包含任何空格。
注意：编译系统会自动产生合适的前缀和后缀，换句话说，一个被命名为'hello-jni'的共享库模块，将会生成'libhello-jni.so'文件。
注意事项：
如果你把库命名为‘libhello-jni’，编译系统将不会添加任何的lib前缀，也会生成 'libhello-jni.so'，这是为了支持来源于Android平台的源代码的Android.mk文件，如果你确实需要这么做的话。
LOCAL_SRC_FILES :=jni-invoke.c
LOCAL_SRC_FILES变量必须包含将要编译打包进模块中的C/C++源代码文件。这里不需要列出头文件和包含文件，因为编译系统将会自动为你找出依赖型的文件，仅仅列出直接传递给编译器的源代码文件就好。
注意，默认的C++源码文件的扩展名是’.cpp’. 指定一个不同的扩展名也是可能的，只要定义LOCAL_DEFAULT_CPP_EXTENSION变量，不要忘记开始的小圆点（也就是’.cxx’,而不是’cxx’）
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
BUILD_SHARED_LIBRARY表示编译生成共享库，是编译系统提供的变量，指向一个GNU Makefile脚本，负责收集自从上次调用'include $(CLEAR_VARS)'以来，定义在LOCAL_XXX变量中的所有信息，并且决定编译什么，如何正确地去做。还有BUILD_STATIC_LIBRARY变量表示生成静态库：lib$(LOCAL_MODULE).a，BUILD_EXECUTABLE表示生成可执行文件。
更多Android.mk相关知识可参见：http://www.2cto.com/kf/201310/253386.html
3.1 编写Application.mk文件：
APP_STL := gnustl_static
APP_CPPFLAGS := -frtti -fexceptions
APP_ABI := armeabi-v7a #这句是设置生成的cpu指令类型，提示，目前绝大部分安卓手机支持armeabi，libs下太多类型，编译进去 apk 包会过大
3.2打开控制台窗口，进入jni路径，运行命令行ndk-build。
两个必要设置
1.在local.properties中设置NDK路径，我的NDK示例如下：
sdk.dir=D\:\\Android\\sdk
ndk.dir=D\:\\Android\\android-ndk-r11b
2.在app的build.gradle的android节点下设置：
sourceSets {
main
{
jniLibs.srcDirs = ['libs'] // 将so文件指定到app的libs目录下
}
}
有时也需要在gradle.properties文件下添加如下语句
android.useDeprecatedNdk=true
ndk {
moduleName "jni_invoke" //生成的so名字
ldLibs.addAll(['log']) // log输出函数__android_log_print，需要添加“LOCAL_LDLIBS := -llog”，则在build.gradle文件中添加如下的配置
ldLibs.addAll(['log'])
cppFlags.add("-std=c++11")
cppFlags.add("-fexceptions")
platformVersion 11
stl 'gnustl_shared'
abiFilters "armeabi", "armeabi-v7a", "x86" //输出指定三种abi体系结构下的so库，目前可有可无。
}
在app/build/intermediates/ndk/debug/lib目录下就会看到配置中指定平台的so文件
概括来说主要分为以下几种情况：
1. 代码的保护，由于apk的Java层代码很容易被反编译，而C/C++库反编译难度较大；
2. 在NDK中调用第三方C/C++库，因为大部分的开源库都是用C/C++代码编写的；
3. 便于移植，用C/C++写的库可以很方便在其它的嵌入式平台上再次使用。
一、NDK开发环境的搭建：
在环境变量Path中添加NDK的路径（比如：D:\Android\android-ndk-r10b）即可，此时在dos命令行中输入ndk-build会提示：
Android NDK: Could not find application project directory !
Android NDK: Please define the NDK_PROJECT_PATH variable to point to it.
/home/braincol/workspace/android/android-ndk-r5/build/core/build-local.mk:85: *** Android NDK: Aborting . Stop.
这说明ndk开发环境已经搭建成功了。
二、代码的编写：
1.首先是写java代码
建立一个Android应用工程JniTest，在包com.ext.jnitest中创建JniInvoke 文件：
public class JniInvoke {
/**
* 程序开始运行的时候会加载jni-invoke库（static区声明的代码会先于构造方法执行）
*/
static {
System.loadLibrary("jni-invoke");
}
/**
* native关键字：表示这个方法是本地方法,是通过本地代码（C/C++）实现的，在java代码中仅仅是声明
*/
public native String getStringFromJNI();
public native void setStringToJNI();
}
2. 编写相应的C/C++代码, 进入main目录并新建文件夹jni
2.1
生成相应.h文件，.h文件只是辅助我们书写.c文件，使用好后可以删除
根据本地native方法生成c的头文件需要进入到终端
module\src\main\java> javah 类全路径(不含文件后缀)
获取方法的签名需要进入module->build->intermediates->class->debug
javap -s 类全路径 http://www.cnblogs.com/zhuyp1015/p/4976116.html
#include <jni.h>
/* Header for class com_ext_jnitest_JniInvoke */
#ifndef _Included_com_ext_jnitest_JniInvoke
#define _Included_com_ext_jnitest_JniInvoke
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class: com_ext_jnitest_JniInvoke
* Method: getStringFromJNI
* Signature: ()Ljava/lang/String;
*/
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_ext_jnitest_JniInvoke_getStringFromJNI
(JNIEnv *, jobject);
/*
* Class: com_ext_jnitest_JniInvoke
* Method: setStringToJNI
* Signature: ()Ljava/lang/String;
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_ext_jnitest_JniInvoke_setStringToJNI
(JNIEnv *, jobject);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
注：上面代码中的JNIEXPORT和JNICALL是jni的宏，在Android的jni中不需要，当然写上去也不会有错。
从上面的源码中可以看出C/C++文件中相应的函数名都特别长，但是其格式为：Java_package_class_method，即Java_包名_类名_方法名。
语句Signature: ()Ljava/lang/String;
()表示函数的参数为空（这里为空是指除了JNIEnv *, jobject这两个参数之外没有其它参数，JNIEnv*, jobject是所有jni函数必定有的两个参数，分别表示jni环境和对应的java类（或对象）本身）；而Ljava/lang/String;表示函数的返回值是java的String对象
2.2 编写相应的.c文件：
#include <string.h>
#include <jni.h>
/*
* Class: com_ext_jnitest_JniInvoke
* Method: getStringFromJNI
* Signature: ()Ljava/lang/String;
*/
jstring JNICALL Java_com_ext_jnitest_JniInvoke_getStringFromJNI
(JNIEnv *env, jobject obj) {
return (*env)->NewStringUTF(env, "get result from jni");
}
/*
* 方法名： Java_包名_类名_方法名
* 两个参数JNIEnv *，jobject分别表示jni环境和对应的Java类（或对象）本身
* Class: com_ext_jnitest_JniInvoke
* Method: setStringToJNI
* Signature: ()Ljava/lang/String;
*/
void JNICALL Java_com_ext_jnitest_JniInvoke_setStringToJNI
(JNIEnv *env, jobject obj, jstring string){
char *str = (char *)(*env)->GetStringUTFChars(env, string, null);
printf("%s\n");
(*env)->ReleaseStringURFChars(env, string, str);
}
三.
编译hello-jni.c 生成相应的库
第一种生成so库的方法
3.1 编写Android.mk文件：
LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := jni-invoke
# 使用GNU Make函数wildcard来查找所有目录下面的文件，这里查找的是"当前项目路径/foo"目录下面的所有的“.c”文件
MY_FILES := $(wildcard $(LOCAL_PATH)/*.c)
# 把所有找到的文件名中的$(LOCLA_PATH)路径给去掉，只剩下/*.c类似的名字
MY_FILES := $(MY_FILES:$(LOCAL_PATH)/%=%)
LOCAL_SRC_FILES += $(MY_FILES)
#LOCAL_SRC_FILES := jni-invoke
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
LOCAL_PATH := $(call my-dir)
一个Android.mk文件首先必须定义好LOCAL_PATH变量。它用于在开发树中查找源文件。在这个例子中，宏函数’my-dir’由编译系统提供，用于返回当前路径（即包含Android.mk文件的目录）。
include $(CLEAR_VARS)
CLEAR_VARS由编译系统提供，指定让GNU MAKEFILE为你清除除LOCAL_PATH以外的其它LOCAL_XXX变量（例如 LOCAL_MODULE，LOCAL_SRC_FILES，LOCAL_STATIC_LIBRARIES等等），这是必要的，因为所有的编译控制文件都在同一个GNU MAKE执行环境中，所有的变量都是全局的。
LOCAL_MODULE :=jni-invoke
编译的目标对象，LOCAL_MODULE变量必须定义，以标识你在Android.mk文件中描述的每个模块。名称必须是唯一的，而且不包含任何空格。
注意：编译系统会自动产生合适的前缀和后缀，换句话说，一个被命名为'hello-jni'的共享库模块，将会生成'libhello-jni.so'文件。
注意事项：
如果你把库命名为‘libhello-jni’，编译系统将不会添加任何的lib前缀，也会生成 'libhello-jni.so'，这是为了支持来源于Android平台的源代码的Android.mk文件，如果你确实需要这么做的话。
LOCAL_SRC_FILES :=jni-invoke.c
LOCAL_SRC_FILES变量必须包含将要编译打包进模块中的C/C++源代码文件。这里不需要列出头文件和包含文件，因为编译系统将会自动为你找出依赖型的文件，仅仅列出直接传递给编译器的源代码文件就好。
注意，默认的C++源码文件的扩展名是’.cpp’. 指定一个不同的扩展名也是可能的，只要定义LOCAL_DEFAULT_CPP_EXTENSION变量，不要忘记开始的小圆点（也就是’.cxx’,而不是’cxx’）
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
BUILD_SHARED_LIBRARY表示编译生成共享库，是编译系统提供的变量，指向一个GNU Makefile脚本，负责收集自从上次调用'include $(CLEAR_VARS)'以来，定义在LOCAL_XXX变量中的所有信息，并且决定编译什么，如何正确地去做。还有BUILD_STATIC_LIBRARY变量表示生成静态库：lib$(LOCAL_MODULE).a，BUILD_EXECUTABLE表示生成可执行文件。
更多Android.mk相关知识可参见：http://www.2cto.com/kf/201310/253386.html
3.1 编写Application.mk文件：
APP_STL := gnustl_static
APP_CPPFLAGS := -frtti -fexceptions
APP_ABI := armeabi-v7a #这句是设置生成的cpu指令类型，提示，目前绝大部分安卓手机支持armeabi，libs下太多类型，编译进去 apk 包会过大
3.2打开控制台窗口，进入jni路径，运行命令行ndk-build。
两个必要设置
1.在local.properties中设置NDK路径，我的NDK示例如下：
sdk.dir=D\:\\Android\\sdk
ndk.dir=D\:\\Android\\android-ndk-r11b
2.在app的build.gradle的android节点下设置：
sourceSets {
main
{
jniLibs.srcDirs = ['libs'] // 将so文件指定到app的libs目录下
}
}
有时也需要在gradle.properties文件下添加如下语句
android.useDeprecatedNdk=true
第二种生成so库的方法
在app的build.gradle文件下的android下的defaultConfig节点添加如下配置：
ndk {
moduleName "jni_invoke" //生成的so名字
ldLibs.addAll(['log']) // log输出函数__android_log_print，需要添加“LOCAL_LDLIBS := -llog”，则在build.gradle文件中添加如下的配置
ldLibs.addAll(['log'])
cppFlags.add("-std=c++11")
cppFlags.add("-fexceptions")
platformVersion 11
stl 'gnustl_shared'
abiFilters "armeabi", "armeabi-v7a", "x86" //输出指定三种abi体系结构下的so库，目前可有可无。
}
在app/build/intermediates/ndk/debug/lib目录下就会看到配置中指定平台的so文件
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