NDK,动态链接库,JNI - andiest

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jni是java调用本地方法(c、c++写的),android 下用JNI需要.so文件,NDK就是能够方便快捷开发.so文件的工具。使用NDK的基本思路就是将本地代码(native code)编译成函数库，然后就可以在Java代码中使用它。(当java程序在虚拟机中执行时，当执行native的函数时，虚拟机的“native引擎”会根据包名、函数名和参数来决定调用哪个本地函数（c中函数），所以在调用本地函数之前，必须把C所生成的动态库装载到虚拟机，否则java中的native函数就会因找不到本地实现而报错。Native引擎中AndroidRuntime类提供了一个registerNativeMethods()函数，它实现了java native函数和c中本地函数的映射关系。）

JNI的编写步骤
1）编写带有native 声明的java类.
2）编译java文件成class类（eclipse可自动生成）
3）编译成.h文件
4）使用C/C++编写代码
5）编写makefile文件,将.h和.c(.cpp)文件编译成.dll(.so)文件
6）将.dll(.so)文件提供给项目,用system.loadLibrary方法调用.

一、开发环境的搭建

Step1安装Cygwin

Android是基于Linux的，因此如果你要为它编写native代码，你就需要一些Unix工具。在Windows上，NDK支持Cygwin1.7.x或者更高的版本。Cygwin不过是在Windows上模拟提供Unix环境的一系列的工具。安装路径中不能包含空格字符。（可以直接使用离线安装方式（需要资源的可留下邮箱））

Step2安装Android NDK

从Android官方网站获得下载Android NDK。下载Windows平台上的NDK zip包，并将其解压到某个目录，再次注意，目录中不能有空格字符。我将它解压到D:\，所以目录路径就是D:\ android-ndk。在cygwin环境下使用ndk的编译器对c/C++进行编译。因此，只需在cygwin下配置Android NDK即可。

配置NDK的路径：

a) 在cygwin安装目录中修改 home\<你的用户名>\.bash_profile 文件（如：C:\cygwin\home\Administrator）中最后添加环境变量

NDK=/cygdrive/g/qjc/soft/android-ndk-r8b-windows/android-ndk-r8b

export NDK

其中：NDK=/cygdrive/<你的android NDK存放的盘的盘符>/<android ndk 目录> ，"NDK"这个名字随便起，以后经常用不要太长

b) 重启cygwin，输入cd $NDK，可以进行NDK相应的目录说明配置正确

二、代码的编写(参考android-ndk-r8d\samples\hello-jni)

Step1 建立项目编写java代码

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");
    }
}

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。

eclipse自动编译该工程，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。

Step2编写相应的C/C++代码

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：

2.1.1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

2.2.2以生成相应的.h文件：

项目路径$ javah -classpath bin/classes -d jni com.example.hellojni.HelloJni

-classpath bin/classes：表示类的路径

-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

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

#ifndef _Included_com_example_test_MainActivity
#define _Included_com_example_test_MainActivity
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

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 !");
}

2.3. 编译c文件生成相应的库

2.3.1 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)

除去模块名(hello-jni)外，文件中其它东西都不用关心 对NDK的build过程来说，Android.mk至关重要，它用来区分NDK模块。在我们这个例子中，模块的名字是hello-jni，它告诉build工具它包含了一个源文件hello-jni.c我们到jni文件夹里创建hello-jni

 2.3.2 生成.so共享库文件

    运行：$NDK/ndk-build。

注意：该命令$NDK和/ndk-build是连接到一起的，中间没有空格，实际使用时输入完整命令$NDK/ndk-build，不能只输入ndk-build。$NDK/ndk-build成功运行后，将会在项目libs/armeabi/ 目录下创建一个.so文件。这个.so文件就是二进制库，它将被包含到应用的.apk包中，并可以被Java代码链接。在Eclipse中，你只需要在选中项目根节点后，按F5键，就可以将在Cygwin控制台中所做的更改，更新到Eclipse项目中。

如果修改了NDK代码中的C/C++源文件，那么就必须重新运行ndk-build命令。由于Eclipse ADT不支持NDK，所以你需要在Cygwin控制台中去做这件事情。每次都不能忘记更新Eclipse项目！

Step3优化

每次修改了之后都要手动进行编译，这样比较麻烦，下面介绍一种简单的方法（增加一个C-Builer）：

i. 右击项目选择properties，出现下面