为何要用到NDK?
前段时间,工作中需要用android的应用程序访问android的根文件系统中的文件,但是由于应用程序的权限限制,无法访问这些文件,怎么办? 所以这就要用到了NDK编程了,既用C/C++代码实现访问系统文件,并将其生成本地库,供android中的java代码调用,这样就可以在java代码中通过调用C/C++编写的库的接口来实现对系统文件的访问。

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。

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 :
Java代码
  1. /*
  2. *Copyright(C)2009TheAndroidOpenSourceProject
  3. *
  4. *LicensedundertheApacheLicense,Version2.0(the"License");
  5. *youmaynotusethisfileexceptincompliancewiththeLicense.
  6. *YoumayobtainacopyoftheLicenseat
  7. *
  8. *http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  9. *
  10. *Unlessrequiredbyapplicablelaworagreedtoinwriting,software
  11. *distributedundertheLicenseisdistributedonan"ASIS"BASIS,
  12. *WITHOUTWARRANTIESORCONDITIONSOFANYKIND,eitherexpressorimplied.
  13. *SeetheLicenseforthespecificlanguagegoverningpermissionsand
  14. *limitationsundertheLicense.
  15. */
  16. packagecom.example.hellojni;
  17. importandroid.app.Activity;
  18. importandroid.widget.TextView;
  19. importandroid.os.Bundle;
  20. publicclassHelloJniextendsActivity
  21. {
  22. /**Calledwhentheactivityisfirstcreated.*/
  23. @Override
  24. publicvoidonCreate(BundlesavedInstanceState)
  25. {
  26. super.onCreate(savedInstanceState);
  27. /*CreateaTextViewandsetitscontent.
  28. *thetextisretrievedbycallinganative
  29. *function.
  30. */
  31. TextViewtv=newTextView(this);
  32. tv.setText(stringFromJNI());
  33. setContentView(tv);
  34. }
  35. /*Anativemethodthatisimplementedbythe
  36. *'hello-jni'nativelibrary,whichispackaged
  37. *withthisapplication.
  38. */
  39. publicnativeStringstringFromJNI();
  40. /*Thisisanothernativemethoddeclarationthatis*not*
  41. *implementedby'hello-jni'.Thisissimplytoshowthat
  42. *youcandeclareasmanynativemethodsinyourJavacode
  43. *asyouwant,theirimplementationissearchedinthe
  44. *currentlyloadednativelibrariesonlythefirsttime
  45. *youcallthem.
  46. *
  47. *Tryingtocallthisfunctionwillresultina
  48. *java.lang.UnsatisfiedLinkErrorexception!
  49. */
  50. publicnativeStringunimplementedStringFromJNI();
  51. /*thisisusedtoloadthe'hello-jni'libraryonapplication
  52. *startup.Thelibraryhasalreadybeenunpackedinto
  53. */data/data/com.example.HelloJni/lib/libhello-jni.soat
  54. *installationtimebythepackagemanager.
  55. */
  56. static{
  57. System.loadLibrary("hello-jni");
  58. }
  59. }


这段代码很简单,注释也很清晰,这里只提两点:
Java代码
  1. a:
  2. static{
  3. System.loadLibrary("hello-jni");
  4. }
  5. 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。
  6. b:
  7. publicnativeStringstringFromJNI();
  8. publicnativeStringunimplementedStringFromJNI();
  9. 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:
引用 iaiai@ubuntu:~$ cd workspace/android/NDK/hello-jni/

ls查看工程文件
引用 iaiai@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:
引用 iaiai@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ mkdir jni
iaiai@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:
引用 iaiai@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:
引用 iaiai@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ cd jni/
iaiai@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 :
Java代码
  1. /*DONOTEDITTHISFILE-itismachinegenerated*/
  2. #include<jni.h>
  3. /*Headerforclasscom_example_hellojni_HelloJni*/
  4. #ifndef_Included_com_example_hellojni_HelloJni
  5. #define_Included_com_example_hellojni_HelloJni
  6. #ifdef__cplusplus
  7. extern"C"{
  8. #endif
  9. /*
  10. *Class:com_example_hellojni_HelloJni
  11. *Method:stringFromJNI
  12. *Signature:()Ljava/lang/String;
  13. */
  14. JNIEXPORTjstringJNICALLJava_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI
  15. (JNIEnv*,jobject);
  16. /*
  17. *Class:com_example_hellojni_HelloJni
  18. *Method:unimplementedStringFromJNI
  19. *Signature:()Ljava/lang/String;
  20. */
  21. JNIEXPORTjstringJNICALLJava_com_example_hellojni_HelloJni_unimplementedStringFromJNI
  22. (JNIEnv*,jobject);
  23. #ifdef__cplusplus
  24. }
  25. #endif
  26. #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:
Java代码
  1. Hello.java中stringFromJNI()方法对应于C/C++中的Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI()方法
  2. 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:
引用 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 :
Java代码
  1. /*
  2. *Copyright(C)2009TheAndroidOpenSourceProject
  3. *
  4. *LicensedundertheApacheLicense,Version2.0(the"License");
  5. *youmaynotusethisfileexceptincompliancewiththeLicense.
  6. *YoumayobtainacopyoftheLicenseat
  7. *
  8. *http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  9. *
  10. *Unlessrequiredbyapplicablelaworagreedtoinwriting,software
  11. *distributedundertheLicenseisdistributedonan"ASIS"BASIS,
  12. *WITHOUTWARRANTIESORCONDITIONSOFANYKIND,eitherexpressorimplied.
  13. *SeetheLicenseforthespecificlanguagegoverningpermissionsand
  14. *limitationsundertheLicense.
  15. *
  16. */
  17. #include<string.h>
  18. #include<jni.h>
  19. /*ThisisatrivialJNIexamplewhereweuseanativemethod
  20. *toreturnanewVMString.SeethecorrespondingJavasource
  21. *filelocatedat:
  22. *
  23. *apps/samples/hello-jni/project/src/com/example/HelloJni/HelloJni.java
  24. */
  25. jstring
  26. Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI(JNIEnv*env,
  27. jobjectthiz)
  28. {
  29. return(*env)->NewStringUTF(env,"HellofromJNI!");
  30. }

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:
Java代码
  1. #Copyright(C)2009TheAndroidOpenSourceProject
  2. #
  3. #LicensedundertheApacheLicense,Version2.0(the"License");
  4. #youmaynotusethisfileexceptincompliancewiththeLicense.
  5. #YoumayobtainacopyoftheLicenseat
  6. #
  7. #http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  8. #
  9. #Unlessrequiredbyapplicablelaworagreedtoinwriting,software
  10. #distributedundertheLicenseisdistributedonan"ASIS"BASIS,
  11. #WITHOUTWARRANTIESORCONDITIONSOFANYKIND,eitherexpressorimplied.
  12. #SeetheLicenseforthespecificlanguagegoverningpermissionsand
  13. #limitationsundertheLicense.
  14. #
  15. LOCAL_PATH:=$(callmy-dir)
  16. include$(CLEAR_VARS)
  17. LOCAL_MODULE:=hello-jni
  18. LOCAL_SRC_FILES:=hello-jni.c
  19. include$(BUILD_SHARED_LIBRARY)

这个Androd.mk文件很短,下面我们来逐行解释下:
LOCAL_PATH := $(call my-dir)
引用 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)
引用 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
引用 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
引用 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)
引用 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。
3.2 生成.so共享库文件
Android.mk文件已经编写好了,现在可以用android NDK开发包中的 ndk-build脚本生成对应的.so共享库了,方法如下:
Java代码
  1. iaiai@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni/jni$cd..
  2. iaiai@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ls
  3. AndroidManifest.xmlassetsbindefault.propertiesgenjnilibsobjressrc
  4. braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ndk-build
  5. Gdbserver:[arm-linux-androideabi-4.4.3]libs/armeabi/gdbserver
  6. Gdbsetup:libs/armeabi/gdb.setup
  7. 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:
Java代码
  1. iaiai@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$cdlibs/
  2. iaiai@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni/libs$ls
  3. armeabi
  4. iaiai@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni/libs$cdarmeabi/
  5. iaiai@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni/libs/armeabi$ls
  6. gdbservergdb.setuplibhello-jni.so

4. 在eclipse重新编译HelloJni工程,生成apk
在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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