JNI 和 NDK 编程（二）：NDK 的开发流程

1. 传统 NDK 开发流程概述

1. 下载并配置 NDK

   • 为 NDK 配置环境变量
   • 使用 ndk-build 命令编译 so 库

2. 创建一个 Android 项目，并声明所需的 native 方法

   package com.szy.JniTestApp;
   
   import ...
   
   public class MainActivity extends ActionBarActivity {
   	
   	static {
   		System.loadLibrary("jni-test");
   	}
   	
   	@Override
   	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
   		super.onCreate(savedInstanceState);
   		setContentView(R.layout.activity_main);
   		TextView textView = (TextView) findViewById(R.id.msg);
   		textView.setText(get());
   		set("Hello World From JniTestApp");
   	}
   	
   	public native String get();
   	public native void set(String str);
   }

3. 实现 Android 项目中所声明的 native 方法

   // test.cpp
   #include <jni.h>
   #include <stdio.h>
   
   #ifdef __cplusplus
   extern "C" {
   #endif
   
   jstring Java_com_szy_JniTestApp_MainActivity_get(JNIEnv *env, jobject thiz) {
   	printf("invoke get in C++\n");
   	return env -> NewStringUTF("Hello from JNI in libjni-test.so");
   }
   
   void Java_com_szy_JniTestApp_MainActivity_set(JNIEnv *env, jobject thiz, jstring string) {
   	printf("invoke set from C++\n");
   	char* str = (char*) env -> GetStringUTFChars(string, NULL);
   	printf("%s\n", str);
   	env -> ReleaseStringUTFChars(string, str);
   }
   
   #ifdef __cplusplus
   }
   #endif

   // Android.mk
   # Copyright (C) 2009 The Android Open Source Project
   # blablabla
   
   LOCAL_PATH := $(call my-dir)
   
   includes $(CLEAR_VARS)
   
   LOCAL_MODULE := jni-test
   LOCAL_SRC_FILES := test.cpp
   
   include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

   // Application.mk
   APP_ABI := armeabi // armeabi 是在移动设备中占据主要地位的 CPU 架构平台类型

4. 切换到 jni 目录的父目录，然后通过 ndk-build 命令编译产生 so 库

   • 需要注意的是，ndk-build 命令会默认指定 jni 目录为本地源码的目录，如果源码存放的目录名不是 jni，那么 ndk-build 则无法成功编译

   • 在 app/src/main 中创建一个名为 jniLibs 的目录，将生成的 so 库复制到 jniLibs 目录中，然后通过 AndroidStudio 编译运行即可

   • 在上面的步骤中，需要将 NDK 编译的 so 库放置到 jniLibs 目录下，这个是 AndroidStudio 所识别的默认目录。如果想使用其他目录，可修改 build.gradle 文件

     android {
     	...
     	sourceSets.main {
     		jniLibs.srcDir 'src/main/jni_libs'
     	}
     }

   • 除了手动使用 ndk-build 命令创建 so 库，还可以通过 AS 来自动编译产生 so 库，需要配置 build.gradle 文件

     android {
     	...
     	defaultConfig {
     		applicationId "com.szy.JniTestApp"
     		minSdkVersion 8
     		targetSdkVersion 22
     		versionCode 1
     		versionName "1.0"
     		
     		ndk {
     			moduleName "jni-test"
     		}
     	}
     }

   • 接着需要将 JNI 的代码放在 app/src/main/jni 目录下，注意存放 JNI 的代码的目录名必须为 jni。如果不想使用 jni 这个名词，可以如下修改

     android {
     	...
     	sourceSets.main {
     		jni.srcDirs 'src/main/jni_src'
     	}
     }

   • 实际开发中只需要打 armeabi 平台的 so 库即可，如下修改 build.gradle 配置

     android {
     	...
     	productFlavors {
     		arm {
     			ndk {
     				abiFilter "armeabi"
     			}
     		}
     		
     		x86 {
     			ndk {
     				abiFilter "x86"
     			}
     		}
     	}
     }

2. AS 推荐 NDK 开发流程概述

1. 开发环境搭建

   • 需要安装的工具：NDK、Cmake/ndk-build、LLDB

   • 配置特定版本的 Cmake

     android {
     	...
     	externalNativeBuild {
     		cmake {
     			...
     			version "cmake-version"
     		}
     	}
     }

   • 添加 Cmake 到 path 环境变量

   • 配置特定版本的 NDK

     android {
     	ndkVersion "major.minor.build" // e.g., ndkVersion '21.3.6528147'
     }

2. 创建支持 C/C++ 的项目

   • 在向导的 Choose your project 部分中，选择 Native C++ 项目类型
   • 在向导的 Customize C++ Support 部分中，选择 Toolchain Default 使用默认的 Cmake 设置

3. 配置 Cmake 脚本文件

   • Cmake 是一个纯文本文件，必须命名为：CMakeLists.txt
   • 添加 cmake_minimum_required() 和 add_library() 命令
   • 添加 include_directories() 命令 使编译时 Cmake 找到头文件
   • Cmake 库文件命名规范：liblibrary-name.so
   • 添加 find_library() 命令，以找到 NDK 库并将其路径存储为一个变量

4. 构建并运行应用（GUI 或命令行）

   • Gradle 调用外部构建脚本 CMakeLists.txt
   • CMake 按照构建脚本中的命令将 C++ 源代码文件 native-lib.cpp 编译到共享的对象库即 so 中，并将其命名为 libnative-lib.so，Gradle 随后会将后者打包到 APK 中
   • 运行时，应用的 MainActivity 会使用 System.loadLibrary() 加载原生库，然后应用就可以使用库的原生函数 stringFromJNI()
   • MainActivity.onCreate() 会调用 stringFromJNI()，后者会返回 Hello from C++，并使用它来更新 TextView

5. 使用 APK Analyzer 查验 Gradle 打包到 APK 中的 so 库

   • Build > Build Bundles/APK(s) > Build APK(s)
   • Build > Analyzer APK
   • 从 app/build/outputs/apk 目录中选择 APK