Android-[转载]NDK编程入门笔记

为何要用到NDK?
概括来说主要分为以下几种情况：

  1. 代码的保护，由于apk的java层代码很容易被反编译，而C/C++库反汇难度较大。
  2. 在NDK中调用第三方C/C++库，因为大部分的开源库都是用C/C++代码编写的。
  3. 便于移植，用C/C++写得库可以方便在其他的嵌入式平台上再次使用。

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。
一、 开发环境的搭建

  1. android的NDK开发需要在linux下进行： 因为需要把C/C++编写的代码生成能在arm上运行的.so文件，这就需要用到交叉编译环境，而交叉编译需要在linux系统下才能完成。
  2. 安装android-ndk开发包，这个开发包可以在google android 官网下载： 通过这个开发包的工具才能将android jni 的C/C++的代码编译成库
  3. android应用程序开发环境： 包括eclipse、java、 android sdk、 adt等。

如何下载和安装android-ndk我这里就不啰嗦了，安装完之后，需要将android-ndk的路劲加到环境变量PATH中：
sudo gedit /etc/environment
在environment的PATH环境变量中添加你的android-ndk的安装路劲，然后再让这个更改的环境变量立即生效：
source /etc/environment
经过了上述步骤，在命令行下敲：
ndk-bulid
弹出如下的错误，而不是说ndk-build not found，就说明ndk环境已经安装成功了。
Android NDK: Could not find application project directory !
Android NDK: Please define the NDK_PROJECT_PATH variable to point to it.
/home/braincol/workspace/android/android-ndk-r5/build/core/build-local.mk:85: * Android NDK: Aborting . Stop.

二、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 :
/*

  • 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");
}

}
这段代码很简单，注释也很清晰，这里只提两点：:
static{
System.loadLibrary(“hello-jni”);
}
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。
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。
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。

  1. 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：
    braincol@ubuntu:~$ cd workspace/android/NDK/hello-jni/ls查看工程文件
    braincol@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：
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

下面就可以生成相应的.h文件了：
braincol@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：
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ cd jni/
braincol@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 :
/ DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated /

#include
/ Header for class com_example_hellojni_HelloJni /

#ifndef _Included_com_example_hellojni_HelloJni

#define _Included_com_example_hellojni_HelloJni

#ifdef __cplusplus
extern “C” {

#endif
/*

  • Class: com_example_hellojni_HelloJni
  • Method: stringFromJNI
  • Signature: ()Ljava/lang/String;
    /
    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI
    (JNIEnv     , jobject);

/*

  • Class: com_example_hellojni_HelloJni
  • Method: unimplementedStringFromJNI
  • Signature: ()Ljava/lang/String;
    /
    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_hellojni_HelloJni_unimplementedStringFromJNI
    (JNIEnv     , jobject);

#ifdef __cplusplus
}

#endif

#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：

Hello.java中 stringFromJNI() 方法对应于 C/C++中的 Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI() 方法
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：
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 :
/*

  • 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
    #include

/* 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 !”);
    }
    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。
  1. 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：

    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)
这个Androd.mk文件很短，下面我们来逐行解释下：
LOCAL_PATH := $(call my-dir)
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)
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
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
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)
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
Andro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：
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni/jni$ cd ..
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ ls
AndroidManifest.xml assets bin default.properties gen jni libs obj res src
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ ndk-build
Gdbserver : [arm-linux-androideabi-4.4.3] libs/armeabi/gdbserver
Gdbsetup : libs/armeabi/gdb.setup
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：
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni$ cd libs/
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni/libs$ ls
armeabi
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni/libs$ cd armeabi/
braincol@ubuntu:~/workspace/android/NDK/hello-jni/libs/armeabi$ ls
gdbserver gdb.setup libhello-jni.so

  1. 在eclipse重新编译HelloJni工程，生成apk
    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。

原文链接：http://www.cnblogs.com/hibraincol/archive/2011/05/30/2063847.html

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