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++库反汇难度较大。
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++写得库可以方便在其他的嵌入式平台上再次使用。
下面就介绍下Android NDK的入门学习过程:
入门的最好办法就是学习Android自带的例子, 这里就通过学习Android的NDK自带的demo程序:hello-jni来达到这个目的。
一、 开发环境的搭建
如何下载和安装android-ndk我这里就不啰嗦了,安装完之后,需要将android-ndk的路劲加到环境变量PATH中:
sudo gedit /etc/environment
在environment的PATH环境变量中添加你的android-ndk的安装路劲,然后再让这个更改的环境变量立即生效:
source /etc/environment
经过了上述步骤,在命令行下敲:
ndk-bulid
弹出如下的错误,而不是说ndk-build not found,就说明ndk环境已经安装成功了。
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.
二、代码的编写
1.首先是写java代码
建立一个Android应用工程HelloJni,创建HelloJni.java文件:
HelloJni.java :
/* * Copyright (C) 2009 The Android Open Source Project * * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); * you may not use this file except in compliance with the License. * You may obtain a copy of the License at * * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 * * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. * See the License for the specific language governing permissions and * limitations under the License. */ package com.example.hellojni; import android.app.Activity; import android.widget.TextView; import android.os.Bundle; public class HelloJni extends Activity { /** Called when the activity is first created. */ @Override public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); /* Create a TextView and set its content. * the text is retrieved by calling a native * function. */ TextView tv = new TextView(this); tv.setText( stringFromJNI() ); setContentView(tv); } /* A native method that is implemented by the * 'hello-jni' native library, which is packaged * with this application. */ public native String stringFromJNI(); /* This is another native method declaration that is *not* * implemented by 'hello-jni'. This is simply to show that * you can declare as many native methods in your Java code * as you want, their implementation is searched in the * currently loaded native libraries only the first time * you call them. * * Trying to call this function will result in a * java.lang.UnsatisfiedLinkError exception ! */ public native String unimplementedStringFromJNI(); /* this is used to load the 'hello-jni' library on application * startup. The library has already been unpacked into * /data/data/com.example.HelloJni/lib/libhello-jni.so at * installation time by the package manager. */ static { System.loadLibrary("hello-jni"); } }
这段代码很简单,注释也很清晰,这里只提两点::
static{
System.loadLibrary("hello-jni");
}
表明程序开始运行的时候会加载hello-jni, static区声明的代码会先于onCreate方法执行。如果你的程序中有多个类,而且如果HelloJni这个类不是你应用程序的入口,那么hello-jni(完整的名字是libhello-jni.so)这个库会在第一次使用HelloJni这个类的时候加载。
public native String stringFromJNI();
public native String unimplementedStringFromJNI();
可以看到这两个方法的声明中有 native 关键字, 这个关键字表示这两个方法是本地方法,也就是说这两个方法是通过本地代码(C/C++)实现的,在java代码中仅仅是声明。
用eclipse编译该工程,生成相应的.class文件,这步必须在下一步之前完成,因为生成.h文件需要用到相应的.class文件。
2. 编写相应的C/C++代码
刚开始学的时候,有个问题会让人很困惑,相应的C/C++代码如何编写,函数名如何定义? 这里讲一个方法,利用javah这个工具生成相应的.h文件,然后根据这个.h文件编写相应的C/C++代码。
2.1 生成相应.h文件:
就拿我这的环境来说,首先在终端下进入刚刚建立的HelloJni工程的目录:
ls查看工程文件braincol@ubuntu:~$ cd workspace/android/NDK/hello-jni/
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ ls
AndroidManifest.xml assets bin default.properties gen res src
可以看到目前仅仅有几个标准的android应用程序的文件(夹)。
首先我们在工程目录下建立一个jni文件夹:
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ mkdir jni
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ ls
AndroidManifest.xml assets bin default.properties gen jni res src
下面就可以生成相应的.h文件了:
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ javah -classpath bin -d jni com.example.hellojni.HelloJni
-classpath bin:表示类的路劲
-d jni: 表示生成的头文件存放的目录
com.example.hellojni.HelloJni 则是完整类名
这一步的成功要建立在已经在 bin/com/example/hellojni/ 目录下生成了 HelloJni.class的基础之上。
现在可以看到jni目录下多了个.h文件:
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ cd jni/
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni/jni$ ls
com_example_hellojni_HelloJni.h
我们来看看com_example_hellojni_HelloJni.h的内容:
com_example_hellojni_HelloJni.h :
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */ #include <jni.h> /* Header for class com_example_hellojni_HelloJni */ #ifndef _Included_com_example_hellojni_HelloJni #define _Included_com_example_hellojni_HelloJni #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif /* * Class: com_example_hellojni_HelloJni * Method: stringFromJNI * Signature: ()Ljava/lang/String; */ JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI (JNIEnv *, jobject); /* * Class: com_example_hellojni_HelloJni * Method: unimplementedStringFromJNI * Signature: ()Ljava/lang/String; */ JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_hellojni_HelloJni_unimplementedStringFromJNI (JNIEnv *, jobject); #ifdef __cplusplus } #endif #endif
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这个函数名那是相当的长啊。。。。 不过还是很有规律的, 完全按照:java_pacakege_class_mathod 形式来命名。
也就是说:
Hello.java中 stringFromJNI() 方法对应于 C/C++中的 Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI() 方法
HelloJni.java中的 unimplementedStringFromJNI() 方法对应于 C/C++中的 Java_com_example_hellojni_HelloJni_unimplementedStringFromJNI() 方法
注意下其中的注释:
Signature: ()Ljava/lang/String;
()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他参数,JNIEnv*, jobject是所有jni函数必有的两个参数,分别表示jni环境和对应的java类(或对象)本身),
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:
hello-jni.c :
/* * Copyright (C) 2009 The Android Open Source Project * * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); * you may not use this file except in compliance with the License. * You may obtain a copy of the License at * * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 * * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. * See the License for the specific language governing permissions and * limitations under the License. * */ #include <string.h> #include <jni.h> /* This is a trivial JNI example where we use a native method * to return a new VM String. See the corresponding Java source * file located at: * * apps/samples/hello-jni/project/src/com/example/HelloJni/HelloJni.java */ jstring Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI( JNIEnv* env, jobject thiz ) { return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI !"); }
这里只是实现了Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI方法,而 Java_com_example_hellojni_HelloJni_unimplementedStringFromJNI 方法并没有实现,因为在HelloJni.java中只调用了stringFromJNI()方法,所以unimplementedStringFromJNI()方法没有实现也没关系,不过建议最好还是把所有java中定义的本地方法都实现了,写个空函数也行啊。。。有总比没有好。
Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI() 函数只是简单的返回了一个内容为 "Hello from JNI !" 的jstring对象(对应于java中的String对象)。
hello-jni.c文件已经编写好了,现在可以把com_example_hellojni_HelloJni.h文件给删了,当然留着也行,只是我还是习惯把不需要的文件给清理干净了。
3. 编译hello-jni.c 生成相应的库
3.1 编写Android.mk文件
在jni目录下(即hello-jni.c 同级目录下)新建一个Android.mk文件,Android.mk 文件是Android 的 makefile文件,内容如下:
# Copyright (C) 2009 The Android Open Source Project # # Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); # you may not use this file except in compliance with the License. # You may obtain a copy of the License at # # http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 # # Unless required by applicable law or agreed to in writing, software # distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, # WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. # See the License for the specific language governing permissions and # limitations under the License. # LOCAL_PATH := $(call my-dir) include $(CLEAR_VARS) LOCAL_MODULE := hello-jni LOCAL_SRC_FILES := hello-jni.c 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 file文件的目录)。
include $( CLEAR_VARS)
CLEAR_VARS由编译系统提供,指定让GNU MAKEFILE为你清除许多LOCAL_XXX变量(例如 LOCAL_MODULE, LOCAL_SRC_FILES, LOCAL_STATIC_LIBRARIES, 等等...),
除LOCAL_PATH 。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 := hello-jni
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。
重要注意事项:
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 := hello-jni.c
LOCAL_SRC_FILES变量必须包含将要编译打包进模块中的C或C++源代码文件。注意,你不用在这里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。
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni/jni$ cd ..
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ ls
AndroidManifest.xml assets bin default.properties gen jni libs obj res src
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ ndk-build
Gdbserver : [arm-linux-androideabi-4.4.3] libs/armeabi/gdbserver
Gdbsetup : libs/armeabi/gdb.setup
Install : libhello-jni.so => libs/armeabi/libhello-jni.so
可以看到已经正确的生成了libhello-jni.so共享库了, 我们去 libs/armeabi/ 目录下看看:
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ cd libs/
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni/libs$ ls
armeabi
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni/libs$ cd armeabi/
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni/libs/armeabi$ ls
gdbserver gdb.setup libhello-jni.so
4. 在eclipse重新编译HelloJni工程,生成apk
eclipse中刷新下HelloJni工程,重新编译生成apk,libhello-jni.so共享库会一起打包在apk文件内。
在模拟器中看看运行结果:
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