Andorid Studio NDK開發-Hello World

姜家志發表於2017-03-26

介紹了在Android Studio中配置NDK的開發環境:Android Studio NDK開發-環境配置，NDK開發環境配置完成之後，就要寫一下著名的Hello World程式了。
在開始之前需要先介紹下Java和c/c++通訊：JNI，JNI(Java Native Inteface)是Java平臺的一部分，它允許Java程式碼和其他語言寫的程式碼進行互動。尤其是c/c++,但是並不妨礙你使用其他語言，只要呼叫約定支援就可以了。NDK上Java和c/c++有兩種互動方式:

  • 使用c/c++實現"natvie methods",在Java中通過預先定義好的規則來呼叫
  • JNI支援c/c+通過一定的規則直接訪問Java中的類，常量，變數等

這裡使用的是第一種互動方式，即Java呼叫c/c++。

##建立JNI目錄
開啟Android Studio,新建一個專案,右鍵點選App(對應的module)新建一個JNI目錄:

Andorid Studio NDK開發-Hello World
新建JNI目錄

操作步驟:App->New->Folder->JNI Folder
在main目錄中就會出現一個jni目錄:
Andorid Studio NDK開發-Hello World
jni目錄

##新建Java類
新建一個HelloJni.java的類,用來和NDK互動:

package com.example.jjz.jni;
public class HelloJni {
    //定義一個jni的方法
    public native String sayHello();

}複製程式碼

HelloJni中使用關鍵詞native定義了一個方法，native:一個Natvie Method就是一個Java呼叫非Java程式碼的介面，該方法的實現由c/c++實現。
方法定義完之後可以看到一個提示，沒有sayHello的實現。

Andorid Studio NDK開發-Hello World
沒有實現

這是因為並沒有實現對應的c/c++的方法，下面就需要使用c/c++使用sayHello方法。

##gradle中支援NDK

Android Studio從1.3開始就支援了對於NDK的開發，可以在gradle配置NDK的開發選項，首先在bulid.gradle中設定ndk的的moduleName:

defaultConfig {
    applicationId "com.example.jjz.jni"
    minSdkVersion 15
    targetSdkVersion 23
    versionCode 1
    versionName "1.0"
    //指定.so的目錄
     sourceSets.main{
        jniLibs.srcDir 'src/main/libs'
    }
    ndk{
        moduleName 'hello'
    }
}複製程式碼

在進行同步gradle的時候出現了一個錯誤:

NDK integration is deprecated in the current plugin
set "android.useDeprecatedNdk=true"in gradle.properties to continue using the current NDK integration複製程式碼

根據提示需要在gradle.properties中設定android.useDeprecatedNdk=true。

#生成.h檔案

Java中使用呼叫NDK的方法，要先生成.h標頭檔案，JNI的.h檔案規則：

  1. 方法的關鍵詞使用JNIEXPORT
  2. 方法的返回值根據預先定好的規則使用對應的型別比如:int要使用jint
  3. 被轉換的Java類要全路徑進行轉換，方法名中必須有類的完整包名，.變成_。
  4. jni的方法名還必須包含類名和類的方法名，也是使用_分割

例如上面的sayHello方法轉換為JNI的方法為:

JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_example_jjz_jni_HelloJni_sayHello(JNIEnv *env, jobject instance, jint a) {
}複製程式碼

這種定義規則很複雜，不容易手寫，還好可以通過javah命令自動生成。
在app/目錄下執行命令:

javah -d src/main/jni/ -classpath build/intermediates/classes/debug/ com.example.jjz.jni.HelloJni

其中-d是生成.h檔案的儲存目錄。
-classpath是指定.class所在的目錄，專案build成功之後，會在build/intermediates/classes/debug/目錄裡生成.class檔案。
com.example.jjz.jni.HelloJni是包名加上類名。
就可以在jni目錄下得到一個com_example_jjz_jni_HelloJni.h的檔案，檔案內容如下：

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

#ifndef _Included_com_example_jjz_jni_HelloJni
#define _Included_com_example_jjz_jni_HelloJni
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_example_jjz_jni_HelloJni
 * Method:    sayHello
 * Signature: ()Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_jjz_jni_HelloJni_sayHello
  (JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif複製程式碼

實現.h檔案

.h檔案只是一個宣告檔案，還需要實現.h檔案中定義的方法

  • 新增.c檔案
    新建檔案com_example_jjz_jni_HelloJni.c用來檔案實現sayHello方法。

      #include "com_example_jjz_jni_HelloJni.h"
  JNIEXPORT void JNICALL JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_jjz_jni_HelloJni_sayHello(JNIEnv *env, jobject object) {
  return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello Jni");
  }複製程式碼

  • 新增Application.mk檔案

      APP_MODULES := hello
  APP_ABI :=all複製程式碼

  • 新增Android.mk檔案

      LOCAL_PATH := $(call my-dir)
  include $(CLEAR_VARS)
  LOCAL_MODULE :=hello
  LOCAL_SRC_FILES =: com_example_jjz_jni_HelloJni.c
  include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)複製程式碼

##編譯呼叫
檔案新增完成之後就可以使用NDK編譯了，在../app/src/main/jni目錄下，執行命令

ndk-build

執行之後可以看到生成的libhello.so檔案:

Andorid Studio NDK開發-Hello World
libhello.so

注意這個時候.so檔案已經生成，但是在java中並沒有載入.so類庫，必須載入.so類庫才能被Java使用，載入的方式使用使用函式System.loadLiabrary("hello")：

public class HelloJni {
    static {
        //載入.so類庫，載入的名稱去掉lib
        System.loadLibrary("hello");
    }
    public native int sayHello(int a);
}複製程式碼

專案地址：github.com/jjz/android…

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