Android NDK简单使用

我们知道，Java的最大优点就是跨平台性，Java编译后的.class文件只需要一次编译，就可以运行在不同的操作系统中了。不过有的时候，我们需要使用不同操作系统的特性，这个时候可能使用Java就达不到目的了。此时我们需要使用JNI，通过JNI来调用底层的C/c++库，从而达到使用不同操作系统特性的目的。

NDK是Android所提供的一个工具集合，通过NDK可以在Android中更加方便的使用JNI来访问本地代码，比如c或者c++。NDK还提供了交叉编译器，开发者只需要简单的修改mk文件就可以生成特定的CPU平台的动态库了。

在这里我们主要通过一个简单的例子来说明如何来使用NDK来进行c/c++开发。这里包括了如下两个方面：

Java如何调用C/C++代码 C/C++代码如何调用Java代码

在本文通过C++来进行底层代码的编写，C和C++类似，在这里就不多说明。

1.NDK下载配置

在我们使用NDK开发之前，我们需要做如下准备：

1)下载NDK，在这里直接通过SDK manager下载安装即可 2）将NDK的路径设置在PATH里，在我的机器配置如下D:\Android\sdk\ndk-bundle 3）运行ndk-build，如果可以找到这个命令，说明NDK环境配置成功

2.Java如何调用C/C++代码

1).创建一个Android项目，然后创建一个类文件JniTest.java，代码如下：

package com.example.alesjia.jniexample; public class JniTest { public native String getString(); }

2).编译JniTest.java文件得到JniTest.class文件.

E:\project\JNIExample\app\src\main\java>javac com/example/alesjia/jniexample/JniTest.java

3).通过javah生成头文件， 文件名为“com_example_alesjia_jniexample_JniTest.h”

E:\project\JNIExample\app\src\main\java>javah com.example.alesjia.jniexample.JniTest

4）.头文件内容如下

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */ #include <jni.h> /* Header for class com_example_alesjia_jniexample_JniTest */ #ifndef _Included_com_example_alesjia_jniexample_JniTest #define _Included_com_example_alesjia_jniexample_JniTest #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif /* * Class: com_example_alesjia_jniexample_JniTest * Method: getString * Signature: ()Ljava/lang/String; */ JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_alesjia_jniexample_JniTest_getString (JNIEnv *, jobject); #ifdef __cplusplus } #endif #endif

我们看看这头文件，主要做了如下事情：

通过预编译处理防止这个头文件被重复引用 如果是c++编译器，那么函数名需要采用c语言的风格来编译，否则会导致JNI找不到定义的函数JNIEXPORT和JNICALL是jni.h定义的宏 JNIEnv*是一个JNI环境指针，通过它你可以调用JNI已经定义的函数jobject是Java中的this

5）.在main目录下创建jni目录，将生成的头文件放入这个目录。然后在这个目录创建test.cpp文件，Android.mk文件和Application.mk文件。此时jni目录包括了头文件，test.cpp，Android.mk以及Application.mk文件，共4个文件。

6）.在test.cpp文件中实现JniTest.java中定义的native方法，代码如下

#include "com_example_alesjia_jniexample_JniTest.h" JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_alesjia_jniexample_JniTest_getString(JNIEnv *env, jobject thiz) { return env->NewStringUTF("Hello from c++!"); }

7).编写makefile文件Android.mk

Android.mk文件指定了编译后的库文件名为jni-test，源文件为test.cpp

LOCAL_PATH := ${call my-dir} include ${CLEAR_VARS} LOCAL_MODULE := jni-test LOCAL_SRC_FILES := test.cpp include ${BUILD_SHARED_LIBRARY}

8）.Application.mk文件 Application.mk文件则指定了CPU的类型

APP_ABI := x86_64

在这里，由于我的模拟器为x86_64的，那么我这里就指定为x86的64位的，这里你可以根据需要指定armeabi，mips等。或者直接指定为all，那么会生成所有支持所有CPU体系架构的.so库。

9).在activity中调用这个JniTest的native方法

package com.example.alesjia.jniexample; import android.support.v7.app.AppCompatActivity; import android.os.Bundle; import android.widget.TextView; public class MainActivity extends AppCompatActivity { static { System.loadLibrary("jni-test");//导入这个库 } @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); TextView mTvJniText = (TextView) findViewById(R.id.tv_jni_text); JniTest jniTest = new JniTest(); mTvJniText.setText(jniTest.getString());//使用这个native方法 } }

10).通过gradlew installDebug编译生成app包，你会发现报错

Execution failed for task ':app:compileDebugNdk'. > Error: Your project contains C++ files but it is not using a supported native build system. Consider using CMake or ndk-build integration with the stable Android Gradle plugin: https://developer.android.com/studio/projects/add-native-code.html or use the experimental plugin: http://tools.android.com/tech-docs/new-build-system/gradle-experimental.

这个时候你需要做的就是打开根目录的gradle.properties文件然后加入android.useDeprecatedNdk=true，然后再执行这个gradlew installDebug命令，将这个app安装到模拟器中

11).在模拟器中启动该应用，结果发现报错，这个错误的意思很简单，就是没有找到该库文件

Process: com.example.alesjia.jniexample, PID: 5429 java.lang.UnsatisfiedLinkError: dalvik.system.PathClassLoader[DexPathList[[zip file "/data/app/com.example.alesjia.jniexample-2/base.apk"],nativeLibraryDirectories=[/data/app/com.example.alesjia.jniexample-2/lib/x86_64, /data/app/com.example.alesjia.jniexample-2/base.apk!/lib/x86_64, /system/lib64, /vendor/lib64]]] couldn't find "libjni-test.so" at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:972) at java.lang.System.loadLibrary(System.java:1530) at com.example.alesjia.jniexample.MainActivity.<clinit>(MainActivity.java:10) at

12).我们通过android studio的build->Analyze APK…，然后点击打开，发现在这个应用包的libs目录下包含了“libapp.so”。在这里需要说明的是动态库的命名有个规则，我们在loadLibray的时候加载的包名不包括前面的lib和后面的.so。为什么是”libapp.so”这个包名呢？我猜想是默认的包名。所以在这里报错也是正常，因为不存在libjni-test.so文件。

13).此时我们需要在app的gradle文件的defaultConfig配置ndk的模块名，具体如下

defaultConfig { applicationId "com.example.alesjia.jniexample" minSdkVersion 15 targetSdkVersion 25 versionCode 1 versionName "1.0" testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner" ndk{ moduleName "jni-test"//指定包名为jni-test } }

14).重新编译打包，然后安装到模拟器，运行这个app，发现此时可以执行成功，界面如下：

3.C/C++代码如何调用Java代码

我们已经实现了Java通过JNI接口来调用C++代码。下面介绍一下如何通过C++通过JNI接口来调用Java代码。因为java方法分为静态和成员方法两种，这里我们分别看看，从c++代码该如何调用Java的静态和成员方法。

1).首先我们在JniTest.java文件中增加一个静态方法，这个方法供c++调用，代码如下：

package com.example.alesjia.jniexample; import android.util.Log; public class JniTest { public JniTest() { } public native String getString(); public static void staticMethodCalledByJNI(String jniMsg) { Log.d("JniTest", "methodCalledByJNI, message from jni = " + jniMsg); } }

2).然后通过修改test.cpp文件，代码如下

// // Created by Administrator on 2017/04/04 0004. // #include "com_example_alesjia_jniexample_JniTest.h" #include <stdio.h> void callJavaStaticMethod(JNIEnv *env, jobject thiz){ //通过类名查找到该class类变量 jclass clazz = env->FindClass("com/example/alesjia/jniexample/JniTest"); if(NULL == clazz){ printf("find class Jnitest failed"); } //通过这个方法名找到这个方法id jmethodID id = env->GetStaticMethodID(clazz, "staticMethodCalledByJNI", "(Ljava/lang/String;)V");//这里有个方法签名需要注意一下 if(NULL == id) { printf("find class method methodCalledByJNI failed."); } jstring msg = env->NewStringUTF("message send by c++!"); //通过类变量，方法id和字符串调用java静态方法 env->CallStaticVoidMethod(clazz,id, msg); } //这个方法是给Java调用的，Java通过JNI调用c++代码 JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_alesjia_jniexample_JniTest_getString(JNIEnv *env, jobject thiz) { callJavaStaticMethod(env, thiz);//在这里我们通过c++代码通过JNI调用java代码 return env->NewStringUTF("Hello from c++!"); }

3).查看打印日志，说明此时C++已经成功调用了Java方法

com.example.alesjia.jniexample D/JniTest: methodCalledByJNI, message from jni = message send by c++!

4).上面是通过C++代码调用java中静态方法，那么如果是成员方法该如何调用呢？在JniTest.java文件添加一个方法memberMethodCalledByJNI方法，代码如下

package com.example.alesjia.jniexample; import android.util.Log; /** * Created by Administrator on 2017/04/04 0004. */ public class JniTest { public native String getString(); public static void staticMethodCalledByJNI(String jniMsg) { Log.d("JniTest", "staticMethodCalledByJNI, message from jni = " + jniMsg); } //新增的成员方法 public void memberMethodCalledByJNI(String jniMsg){ Log.d("JniTest", "memberMethodCalledByJNI, message from jni = " + jniMsg); } }

5).修改test.cpp文件，代码如下

// // Created by Administrator on 2017/04/04 0004. // #include "com_example_alesjia_jniexample_JniTest.h" #include <stdio.h> void callJavaStaticMethod(JNIEnv *env, jobject thiz){ jclass clazz = env->FindClass("com/example/alesjia/jniexample/JniTest"); if(NULL == clazz){ printf("find class Jnitest failed"); } jmethodID id = env->GetStaticMethodID(clazz, "staticMethodCalledByJNI", "(Ljava/lang/String;)V"); if(NULL == id) { printf("find class method methodCalledByJNI failed."); } jstring msg = env->NewStringUTF("message send by c++!"); env->CallStaticVoidMethod(clazz,id, msg); } void callJavaMemberMethod(JNIEnv *env, jobject thiz){ jclass clazz = env->FindClass("com/example/alesjia/jniexample/JniTest"); if(NULL == clazz){ printf("find class Jnitest failed"); } jobject obj = env->AllocObject(clazz);//初始化一个对象 if(NULL == obj){ printf("alloc the object failed"); } jmethodID id = env->GetMethodID(clazz, "memberMethodCalledByJNI", "(Ljava/lang/String;)V"); if(NULL == id) { printf("find class method methodCalledByJNI failed."); } jstring msg = env->NewStringUTF("message send by c++!"); //通过对象，方法id和参数调用成员函数 env->CallVoidMethod(obj,id, msg); } JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_alesjia_jniexample_JniTest_getString(JNIEnv *env, jobject thiz) { callJavaStaticMethod(env, thiz); callJavaMemberMethod(env, thiz); return env->NewStringUTF("Hello from c++!"); }

6).通过查看日志，说明调用成员方法成功。

com.example.alesjia.jniexample D/JniTest: staticMethodCalledByJNI, message from jni = message send by c++! com.example.alesjia.jniexample D/JniTest: memberMethodCalledByJNI, message from jni = message send by c++!

4.注意事项

NDK命令会默认指定jni目录为本地源码的目录，具体目录在main/jni这个目录，如果你需要修改源码路径则需要在gradle文件中指定。