Android native应用开发简明教程 (2) - 本地应用的原理

本地应用原理

从NativeActivity说起

本地App,本质上是一个Java App调用了一个JNI的库,而应用的逻辑通过native代码来实现。
NativeActivity是继承自Activity的一个类,代码在:/frameworks/base/core/java/android/app/NativeActivity.java中:

public class NativeActivity extends Activity implements SurfaceHolder.Callback2,InputQueue.Callback, OnGlobalLayoutListener{
...

然后我们再看NativeActivity的onCreate方法:

     @Override
     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
         String libname = "main";
         String funcname = "ANativeActivity_onCreate";
         ActivityInfo ai;
...

这里我们就看到了一个重要的函数:ANativeActivity_onCreate,这个函数将是本地应用的入口函数。

...
         try {
             ai = getPackageManager().getActivityInfo(
                     getIntent().getComponent(), PackageManager.GET_META_DATA);
             if (ai.metaData != null) {
                 String ln = ai.metaData.getString(META_DATA_LIB_NAME);
                 if (ln != null) libname = ln;
                 ln = ai.metaData.getString(META_DATA_FUNC_NAME);
                 if (ln != null) funcname = ln;
             }
         } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
             throw new RuntimeException("Error getting activity info", e);
         }
 
         BaseDexClassLoader classLoader = (BaseDexClassLoader) getClassLoader();
         String path = classLoader.findLibrary(libname);
...

大家还记得上一讲我们贴的AndroidManifest.xml吗?记得这一行meta data吗:

      <!-- Tell NativeActivity the name of our .so -->
      <meta-data android:name="android.app.lib_name"
                 android:value="native-activity" />

我们的本地应用生成的so库的名字,就是通过这里来读出来的。

最后,通用本地代码的入口在这里:

         mNativeHandle = loadNativeCode(path, funcname, Looper.myQueue(),
                 getAbsolutePath(getFilesDir()), getAbsolutePath(getObbDir()),
                 getAbsolutePath(getExternalFilesDir(null)),
                 Build.VERSION.SDK_INT, getAssets(), nativeSavedState,
                 classLoader, classLoader.getLdLibraryPath());

入口点函数是funcname,大家还记得它的定义吧:

String funcname = "ANativeActivity_onCreate";
...
                 ln = ai.metaData.getString(META_DATA_FUNC_NAME);
                 if (ln != null) funcname = ln;

默认情况下,这个入口函数就是ANativeActivity_onCreate.

JNI层的实现

我们继续跟进去看jni中对于loadNativeCode_native的调用:

 loadNativeCode_native(JNIEnv* env, jobject clazz, jstring path, jstring funcName,
         jobject messageQueue, jstring internalDataDir, jstring obbDir,
         jstring externalDataDir, jint sdkVersion, jobject jAssetMgr,
         jbyteArray savedState, jobject classLoader, jstring libraryPath) {
...

下面,根据funcName,就是默认是ANativeActivity_onCreate的这个函数,将变成函数指针,类型为ANativeActivity_createFunc

...
         void* funcPtr = NULL;
         const char* funcStr = env->GetStringUTFChars(funcName, NULL);
         if (needNativeBridge) {
             funcPtr = NativeBridgeGetTrampoline(handle, funcStr, NULL, 0);
         } else {
             funcPtr = dlsym(handle, funcStr);
         }
         code.reset(new NativeCode(handle, (ANativeActivity_createFunc*)funcPtr));
         env->ReleaseStringUTFChars(funcName, funcStr);
 
         if (code->createActivityFunc == NULL) {
             ALOGW("ANativeActivity_onCreate not found");
             return 0;
         }
...

android_native_app_glue的实现

我们再来看看NDK中的android_native_app_glue中,入口函数ANativeActivity_onCreate都做了些什么:

void ANativeActivity_onCreate(ANativeActivity* activity,
        void* savedState, size_t savedStateSize) {
    LOGV("Creating: %p\n", activity);
    activity->callbacks->onDestroy = onDestroy;
    activity->callbacks->onStart = onStart;
    activity->callbacks->onResume = onResume;
    activity->callbacks->onSaveInstanceState = onSaveInstanceState;
    activity->callbacks->onPause = onPause;
    activity->callbacks->onStop = onStop;
    activity->callbacks->onConfigurationChanged = onConfigurationChanged;
    activity->callbacks->onLowMemory = onLowMemory;
    activity->callbacks->onWindowFocusChanged = onWindowFocusChanged;
    activity->callbacks->onNativeWindowCreated = onNativeWindowCreated;
    activity->callbacks->onNativeWindowDestroyed = onNativeWindowDestroyed;
    activity->callbacks->onInputQueueCreated = onInputQueueCreated;
    activity->callbacks->onInputQueueDestroyed = onInputQueueDestroyed;

    activity->instance = android_app_create(activity, savedState, savedStateSize);
}

可以看到,这个封装中,除了设置了若干个callback函数以外,就是封装成了android_app_create函数。

我们再来看android_app_create的实现:

static struct android_app* android_app_create(ANativeActivity* activity,
        void* savedState, size_t savedStateSize) {
    struct android_app* android_app = (struct android_app*)malloc(sizeof(struct android_app));
    memset(android_app, 0, sizeof(struct android_app));
    android_app->activity = activity;

    pthread_mutex_init(&android_app->mutex, NULL);
    pthread_cond_init(&android_app->cond, NULL);

    if (savedState != NULL) {
        android_app->savedState = malloc(savedStateSize);
        android_app->savedStateSize = savedStateSize;
        memcpy(android_app->savedState, savedState, savedStateSize);
    }

    int msgpipe[2];
    if (pipe(msgpipe)) {
        LOGE("could not create pipe: %s", strerror(errno));
        return NULL;
    }
    android_app->msgread = msgpipe[0];
    android_app->msgwrite = msgpipe[1];

    pthread_attr_t attr; 
    pthread_attr_init(&attr);
    pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
    pthread_create(&android_app->thread, &attr, android_app_entry, android_app);

    // Wait for thread to start.
    pthread_mutex_lock(&android_app->mutex);
    while (!android_app->running) {
        pthread_cond_wait(&android_app->cond, &android_app->mutex);
    }
    pthread_mutex_unlock(&android_app->mutex);

    return android_app;
}

这个封装处理了线程安全相关的问题,创新主线程来执行android_app_entry函数。

static void* android_app_entry(void* param) {
    struct android_app* android_app = (struct android_app*)param;

    android_app->config = AConfiguration_new();
    AConfiguration_fromAssetManager(android_app->config, android_app->activity->assetManager);

    print_cur_config(android_app);

    android_app->cmdPollSource.id = LOOPER_ID_MAIN;
    android_app->cmdPollSource.app = android_app;
    android_app->cmdPollSource.process = process_cmd;
    android_app->inputPollSource.id = LOOPER_ID_INPUT;
    android_app->inputPollSource.app = android_app;
    android_app->inputPollSource.process = process_input;

    ALooper* looper = ALooper_prepare(ALOOPER_PREPARE_ALLOW_NON_CALLBACKS);
    ALooper_addFd(looper, android_app->msgread, LOOPER_ID_MAIN, ALOOPER_EVENT_INPUT, NULL,
            &android_app->cmdPollSource);
    android_app->looper = looper;

    pthread_mutex_lock(&android_app->mutex);
    android_app->running = 1;
    pthread_cond_broadcast(&android_app->cond);
    pthread_mutex_unlock(&android_app->mutex);

    android_main(android_app);

    android_app_destroy(android_app);
    return NULL;
}

这一层的封装,将处理AConfiguration。但是最主要的是要处理ALooper,构建一个消息队列。
最终才会调用android_main,这一层才是android_native_app_glue封装好的对外接口。

小结

  • Android支持通过本质上是个so的本地代码来写应用
  • 骨架代码是Android framework中的NativeActivity,该类通过装载so库的方式来调用本地应用代码
  • 默认的入口点在ANativeActivity_onCreate,函数名和库名都可以在AndroidManifest.xml中配置

最后,我们来看一张图来复习一下:

ANativeActivity procedure
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,319评论 5 459
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 81,801评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 141,567评论 0 319
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,156评论 1 263
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 61,019评论 4 355
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,090评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,500评论 3 381
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,192评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,474评论 1 290
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,566评论 2 309
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,338评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,212评论 3 312
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,572评论 3 298
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,890评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,169评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,478评论 2 341
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,661评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容