[Android从头再来]Android JNI相关开发

JNI开发

前期准备－ NDK环境搭建

1.下载NDK的包(Mac OS X版本)
目前最新版本android-ndk-r13b-darwin-x86_64.zip，下载链接点击此处,

2.配置环境变量

1. 启动终端Terminal

2. 进入当前用户的home目录
    输入cd ~
    
3. 创建.bash_profile
    输入touch .bash_profile
    
4. 编辑.bash_profile文件
    输入open -e .bash_profile

.bash_profile 文件内容：
    export PAHT=$PATH:/Users/work/dev_app/adt-bundle-mac/sdk/tools
    export PATH=$PATH:/Users/work/dev_app/android-ndk-r8c/
    ANDROID_NDK_ROOT=/Users/work/dev_app/android-ndk-r8c/
    export ANDROID_NDK_ROOT 
    ANDROID_SDK_ROOT=/Users/work/dev_app/adt-bundle-mac/sdk/
    exprot ANDROID_SDK_ROOT

5. 保存文件，关闭.bash_profile

6. 更新刚配置的环境变量
    输入source .bash_profile
    
7.输入ndk-build试试
    出现这个结果就是正确
    Android NDK: Could not find application project directory !
    Android NDK: Please define the NDK_PROJECT_PATH variable to point to it.
    /Users/bujue/mogujie/soft/ndk/android-ndk-r10e/build/core/build-    local.mk:143: *** Android NDK: Aborting    .  Stop.

开始编写JNI

在工程根目录下新建jni目录，<mark>一定要创建jni目录，否者ndk-build不知道执行文件</mark>，在这个文件夹下面创建Android.mk和Application.mk两个文件，附上我的jni目录文件结构图和make文件

文件结构图

.
├── Android.mk
├── Application.mk
├── network_jni.cpp
└── network_jni.h

Android.mk

Android.mk文件：是Android提供的一种makefile文件，用来指定诸如编译生成so库名，编译的.cc/.cpp文件和.a静态文件。

以下是我这边用到的Android.mk。有使用到.a静态依赖，循环文件夹便利.cc/.cpp文件

关于Android.mk文件的详解，可以点击这里

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

#依赖sodium.a 静态库
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := sodium
LOCAL_SRC_FILES := ../ThirdParty/sodium/libsodium.a
include $(PREBUILT_STATIC_LIBRARY)

include $(CLEAR_VARS)
#编译模块时要使用的附加的连接器选项，关联log
LOCAL_LDLIBS := -llog
LOCAL_CFLAGS := -DDEBUG

NDK_DEBUG=1
#生成的so库名称
LOCAL_MODULE := network_hermes 

#依赖静态包
LOCAL_C_INCLUDES :=  $(LOCAL_PATH)/../ThirdParty/sodium
LOCAL_STATIC_LIBRARIES += sodium

#下方循环遍历.cc/.cpp文件进行编译
MY_FILES_PATH  :=  $(LOCAL_PATH)/../Core $(LOCAL_PATH)
MY_FILES_PATH  +=  $(LOCAL_PATH)/../ThirdParty/jsoncpp
MY_FILES_PATH  +=  $(LOCAL_PATH)/../ThirdParty/sodium
MY_FILES_PATH  +=  $(LOCAL_PATH)/../ThirdParty/crypt/src

MY_FILES_SUFFIX := %.cpp
MY_FILES_SUFFIX += %.cc

rwildcard=$(wildcard $1$2) $(foreach d,$(wildcard $1*),$(call rwildcard,$d/,$2))
MY_ALL_FILES := $(foreach src_path,$(MY_FILES_PATH), $(call rwildcard,$(src_path),*.*) )
MY_ALL_FILES := $(MY_ALL_FILES:$(MY_CPP_PATH)/./%=$(MY_CPP_PATH)%)
MY_SRC_LIST  := $(filter $(MY_FILES_SUFFIX),$(MY_ALL_FILES))
MY_SRC_LIST  := $(MY_SRC_LIST:$(LOCAL_PATH)/%=%)

define uniq =
  $(eval seen :=)
  $(foreach _,$1,$(if $(filter $_,${seen}),,$(eval seen += $_)))
  ${seen}
endef

MY_ALL_DIRS := $(dir $(foreach src_path,$(MY_FILES_PATH), $(call rwildcard,$(src_path),*/) ) )
MY_ALL_DIRS := $(call uniq,$(MY_ALL_DIRS))


#表示需要编译的文件
LOCAL_SRC_FILES  := $(MY_SRC_LIST)
#表示头文件的搜索路径
LOCAL_C_INCLUDES += $(MY_ALL_DIRS)

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

Application.mk

Application.mk目的是描述在你的应用程序中所需要的模块(即静态库或动态库)。

Application.mk更多信息可以看这里

附上我的Application.mk

APP_PLATFORM := android-9  
APP_STL := stlport_static ＃NDK构建系统提供由Android系统给出的最小C++运行时库的C++头文件。
APP_CPPFLAGS := -frtti -fexceptions  #允许异常功能，及运行时类型识别 
APP_CPPFLAGS += -std=c++11 #允许使用c++11的函数等功能 
APP_CPPFLAGS += -fpermissive #此项有效时表示宽松的编译形式，比如没有用到的代码中有错误也可以通过
#APP_ABI := all
APP_ABI := armeabi-v7a //生成ABI对应的so

OK，开始讲解代码了

JNI的头文件

1.首先在AS中创建一个类,不以自己的项目为例了，写了个HelloJNI来看：

public class JniTest {
static{
    System.loadLibrary("hello-jni");
}

public static final native String helloJni();
}

然后通过命令javah -jni XX.XX.XX.JNITest就可以在java文件夹下生成头文件。格式如下：

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

#ifndef _Included_mogujie_com_jnitestapp_JniTest
#define _Included_mogujie_com_jnitestapp_JniTest
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     mogujie_com_jnitestapp_JniTest
 * Method:    helloJni
 * Signature: ()Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_mogujie_com_jnitestapp_JniTest_helloJni
  (JNIEnv *, jclass);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

JNI的C文件

复制刚才生成的头文件，然后将后缀名改为.cpp.并实现hellojni的方法，格式如下：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
#include "hellojni.h"
#include <android/log.h>
/* Header for class mogujie_com_jnitestapp_MainActivity */
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     mogujie_com_jnitestapp_MainActivity
 * Method:    helloJni
 * Signature: ()Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_mogujie_com_jnitestapp_JniTest_helloJni(JNIEnv *env, jclass jobj){

    // return (*env)->NewStringUTF(env,"czz重温android studio生产so文件");

    jstring str = env->NewStringUTF("123123123123");
    return str;
}

#ifdef __cplusplus
}
#endif

最后

  1. cd到jni目录，输入ndk-build进行编译，最后会在jni同级目录生成libs文件，.so文件就在里面

  2. 回到AS编辑器中，将.so放置在jniLibs文件夹下（如没有，则创建一个，与java文件夹同级）

  3. 在build.gradle添加JNI配置

     buildTypes {
     sourceSets.main {
         jni.srcDirs = []//disable automatic ndk-build call
     }
 }

4.运行工程，检查是否成功

JNI 相应的格式

JNI参数类型
JNI方法参数

I

使用JNI的函数以及复杂对象传递

可以查看JNI学习积累之三 ---- 操作JNI函数以及复杂对象传递

碰到的问题

编译问题

  1. Android NDK 'std::string' has not been declared

     需要让Android NDK支持STL
 将Application.mk放在jni目录下(内容如下)
 APP_STL := stlport_static
 
 头文件中#include <string>就OK了, 
 注意使用std::string或加上using namespace std;
 #include <string>
 using namespace std;
 class X {
     public:
     void a(string);
     void b(std::string);
 };

  2. Android2.2:'pthread_rwlock_t' does not name a type: android 2.3版本以下不支持读写锁的解决办法

     在Android API < 9时，
 采用android NDK编译代码是不支持pthread_rwlock_t结构体的。
 当时给的解决办法是改写application.mk文件，
 把版本改成9，APP_PLATFORM := android-9//对应2.3.1

  3. 不支持C++11函数

     在Application中添加APP_CPPFLAGS +=-std=c++11 未生效
 最后修改使用到C++11的代码改为低版本的书写方式

运行问题

  1. JNI层没有及时DetachCurrentThread（g_jvm->DetachCurrentThread()）导致内存泄漏Crash

     class JNIEnvGuard {
 public:
     JNIEnvGuard() {
         int status;
         needDetachEnv = false;
         status = g_jvm->GetEnv((void**)&env, JNI_VERSION_1_6);
         if(status < 0){
             if (g_jvm->AttachCurrentThread(&env, NULL) != JNI_OK) {
                 JNI_LOGE("%s: AttachCurrentThread() failed", __FUNCTION__);
                 return;
             }
             needDetachEnv = true;
         }
     }
 
 virtual ~JNIEnvGuard() {
     if (needDetachEnv) {
         if (g_jvm->DetachCurrentThread() != JNI_OK) {
             JNI_LOGE("%s: DetachCurrentThread() failed", __FUNCTION__);
         }
     }
 }

 JNIEnv *getEnv() {
     return env;
 }
 
 private:
     JNIEnv *env;
     bool needDetachEnv;
 };

 通过这个类自动析构线程

  2. (g_jvm)->AttachCurrentThread(&env, NULL) 后使用 (g_jvm)->DetachCurrentThread();程序报错

     调用DetachCurrentThread函数的地方在java线程中，
 即在java调用C++代码时在C++代码中调用了AttachCurrentThread方法来获取JNIEnv，
 此时JNIEnv已经通过参数传递进来
 你不需要再次AttachCurrentThread来获取。在释放时就会报错。
   
  int status;
 needDetachEnv = false;
 status = g_jvm->GetEnv((void**)&env, JNI_VERSION_1_6);
 if(status < 0){
     if (g_jvm->AttachCurrentThread(&env, NULL) != JNI_OK) {
         JNI_LOGE("%s: AttachCurrentThread() failed", __FUNCTION__);
         return;
     }
     needDetachEnv = true;
 }

相关链接

Android官网NDK入门指南(中文版)

JNI/NDK开发指南

AndroidJNI 通过C++调用JAVA

JNI学习积累之三 ---- 操作JNI函数以及复杂对象传递

Android NDK之----- C调用Java [GetMethodID方法的使用]

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