Android 中NDK的使用详解第二篇:Hello World

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Hello World
编译多个源文件
支持多CPU架构
使用Ant批量生成头文件

上一编讲到了搭建AndroidNDK开发环境的内容,这篇则进行实战.

在实战之前首先介绍一下NDK与JNI的关系.

JNI (Java Native Interface)
JNI是java语言提供的Java和C/C++相互沟通的机制，
Java可以通过JNI调用本地的C/C++代码，本地的C/C++的代码也可以调用java代码。
JNI 是本地编程接口，Java和C/C++互相通过的接口。
Java通过C/C++使用本地的代码的一个关键性原因在于C/C++代码的高效性。

NDK是一系列工具的集合。它提供了一系列的工具，
帮助开发者快速开发C（或C++）的动态库，并能自动将so和java应用一起打包成apk。
这些工具对开发者的帮助是巨大的。它集成了交叉编译器，并提供了相应的mk文件
隔离CPU、平台、ABI等差异，开发人员只需要简单修改mk文件（指出“哪些文件需要
编译”、“编译特性要求”等），就可以创建出so。它可以自动地将so和Java应用一起
打包，极大地减轻了开发人员的打包工作。

简单概括: 用C语言生成一个库文件，在java中调用这个库文件的函数。
JNI的过程比较复杂，生成.so需要大量操作，而NDK就是简化了这个过程。

Hello World

创建一个项目:
项目名为AndroidNDK
项目包名为:com.tu.test.androidndk

1.使用Android Tools工具为项目工程支持NDK

项目上右击–>Android Tools–>add native support–>输入或者默认的名称(例如:AndroidNDK)–>finish
会注意到项目目录下多了一个jni的目录里面多了两个文件Android.mk , AndroidNDK.app(上面输入的名称)
以及多了一个obj的目录

2.创建一个类.

声明一个带有native修饰的方法 

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package com.tu.test.androidndk.jni;
public class Port {
	public static native String sayHello(String str);
}

3.使用javah命令生成头文件并拷贝到jni目录(后会被后面的使用Ant批量生成头文件方法代替)

使用cmd把目录定位到”项目路径/bin/classes/“项目下.

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C:\Users\comtu>cd E:\ComTu_Design\workspace\AndroidNDK
C:\Users\comtu>e:
E:\ComTu_Design\workspace\AndroidNDK>cd bin
E:\ComTu_Design\workspace\AndroidNDK\bin>cd classes
E:\ComTu_Design\workspace\AndroidNDK\bin\classes>dir
 驱动器 E 中的卷没有标签。
 卷的序列号是 EE26-DAFE
 E:\ComTu_Design\workspace\AndroidNDK\bin\classes 的目录
2015-07-14  14:50    <DIR>          .
2015-07-14  14:50    <DIR>          ..
2015-07-14  14:50    <DIR>          android
2015-07-14  14:50    <DIR>          com
               0 个文件              0 字节
               4 个目录 35,301,425,152 可用字节

使用Javah命令生成包含native方法定义的C/C++头文件

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E:\ComTu_Design\workspace\AndroidNDK\bin\classes>javah -jni com.tu.test.androidndk.jni.Port
E:\ComTu_Design\workspace\AndroidNDK\bin\classes>dir
 驱动器 E 中的卷没有标签。
 卷的序列号是 EE26-DAFE
 E:\ComTu_Design\workspace\AndroidNDK\bin\classes 的目录
2015-07-14  16:15    <DIR>          .
2015-07-14  16:15    <DIR>          ..
2015-07-14  16:08    <DIR>          android
2015-07-14  16:08    <DIR>          com
2015-07-14  16:15             1,213 com_tu_test_androidndk_jni_Port.h
               1 个文件          1,213 字节
               4 个目录 35,301,281,792 可用字节

输入完后控制台不会有打印信息,只会在E:\ComTu_Design\workspace\AndroidNDK\bin\classes>目
录下会生成一个文件名为com_tu_test_androidndk_jni_Port.h的头文件

拷贝头文件

把生成的.h文件拷贝到步骤2生成的jni目录下.

使目录结构如下:
    jni
    |-Android.mk
    |-AndroidNDK.app
    |-com_tu_test_androidndk_jni_Port.h

4. 编写代码实现

打开com_tu_test_androidndk_jni_Port.h文件

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JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_tu_androidndk_jni_Port_sayHello
  (JNIEnv *, jclass, jstring);

把生成的方法拷贝到AndroidNDK.app里面.并实现方法体.

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#include <jni.h>
#include <stdio.h>
#include "com_tu_androidndk_jni_Port.h"//引入头文件
#include <android/log.h>
//Logcat打印日志 Android.mk 文件必须配置: LOCAL_LDLIBS += -L$(SYSROOT)/usr/lib -llog
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_tu_androidndk_jni_Port_sayHello(
		JNIEnv *env, jclass clazz, jstring s) {
	char * st = (char *) env->GetStringUTFChars(s, 0);
	printf("\n c-string:  %s", st);
	//在Logcat中打印日志,在个参数,日志类型,过滤标签Tag,输入的文本内容Text
	__android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "JNIMsg", "\n c-string: %s",st);
	jstring rtn = env->NewStringUTF("hello Comtu!");
	return rtn;
}

在java里并编写静态代码块加载lib

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package com.tu.androidndkhelloworld;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;
import com.tu.androidndkhelloworld.jni.Port;
public class MainActivity extends Activity {
	static {
		System.loadLibrary("AndroidNDK");
	}
	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_main);
		//调用C程序实现的sayHello方法
		((TextView)findViewById(R.id.text)).setText(Port.sayHello("Hi"));
	}
}

运行程序(注意以上操作只适合于ARM架构的CPU)

编译多个源文件

1.jni目录里创建多一个c文件

选择jni–>右击选择new–>other–>C/C++–>class–>文件名如(Hello)
或者
选择C/C++ Perspective 视图 –>jni目录下右击new–>class–>文件名(Hello)
目录下就会自己创建出Hello.cpp与Hello.h文件

使目录结构如下:
    jni
    |-Android.mk
    |-AndroidNDK.app
    |-com_tu_test_androidndk_jni_Port.h
    |-Hello.cpp
    |-Hello.h

2.编写新创建的Hello.h文件

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#ifndef HELLO_H_
#define HELLO_H_
class Hello {
public:
	Hello();
	char * getWords();//<----编写一个方法
	virtual ~Hello();
};
#endif /* HELLO_H_ */

3.实现Hello.cpp代码

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#include "Hello.h"
Hello::Hello() {}
char * Hello::getWords(){//<----编写一个方法用于与java交互
	return "Hello NDK";
}
Hello::~Hello() {}

4.编写Android.mk文件,让Hello可进行编译

LOCAL_LDLIBS += -L$(SYSROOT)/usr/lib -llog 要打印log需要增加

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LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_LDLIBS += -L$(SYSROOT)/usr/lib -llog
LOCAL_MODULE    := AndroidNDK
LOCAL_SRC_FILES := AndroidNDK.cpp Hello.cpp
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

如果增加很多个.cpp文件使用空格分开,为了方便观看也可使用\符号进行分行显示

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LOCAL_SRC_FILES := AndroidNDK.cpp \
Hello.cpp

5.编写TwoPort类增加如下代码作为测试

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package com.tu.androidndkhelloworld.jni;
public class TwoPort {
	public static native String getWords();
}

继续使用javah命令或者使用批量生头文件(见下文)的方式.生成头文件到jni目录.

使目录结构如下:
    jni
    |-Android.mk
    |-AndroidNDK.app
    |-com_tu_test_androidndk_jni_Port.h
    |-com_tu_test_androidndk_jni_TwoPort.h
    |-Hello.cpp
    |-Hello.h

AndroidNDK.cpp实现代码

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#include <jni.h>
#include <stdio.h>
#include "com_tu_test_androidndk_jni_Port.h"//引入头文件
#include "com_tu_test_androidndk_jni_TwoPort.h"
#include <android/log.h>
#include <Hello.h>
//Logcat打印日志 Android.mk 文件必须配置: LOCAL_LDLIBS += -L$(SYSROOT)/usr/lib -llog
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_tu_androidndk_jni_Port_sayHello(
		JNIEnv *env, jclass clazz, jstring s) {
	char * st = (char *) env->GetStringUTFChars(s, 0);
	printf("\n c-string:  %s", st);
	//在Logcat中打印日志,在个参数,日志类型,过滤标签Tag,输入的文本内容Text
	__android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "JNIMsg", "\n c-string: %s", st);
	jstring rtn = env->NewStringUTF("hello Comtu!");
	return rtn;
}
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_tu_androidndk_jni_TwoPort_getWords(
		JNIEnv *env, jclass clazz) {
	Hello h;
	return env->NewStringUTF((const char *) h.getWords());
}

6.运行

String words = TwoPort.getWords();//调用

支持多CPU架构

方法:

在jni目录新创建一个 Application.mk 文件里面增加内容APP_ABI := x86 armeabi即可.
这样就支持x86与armeabi的CPU架构了.
如果需要支持更多的架构会增加apk的文件大小.
NDK的版本为android-ndk-r10e可支持包含64位的处理器
APP_ABI := x86 armeabi armeabi-v7a mips arm64-v8a x86_64 mips64

查看手机CPU的架构方法” 

使用已经Root的手机通过R.E.管理器,
或者ES文件管理器,进入到文件顶级根目录下/proc文件夹/cpuinfo文件可查看手机属于什么CPU架构

或者使用cmd查看CPU是属于那个架构可使用命令:

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C:\Users\comtu>adb shell
shell@android:/ $ cat /proc/cpuinfo
cat /proc/cpuinfo
Processor       : ARMv7 Processor rev 1 (v7l)
processor       : 0
BogoMIPS        : 668.86
processor       : 1
BogoMIPS        : 668.86
Features        : swp half thumb fastmult vfp edsp thumbee neon vfpv3 tls vfpv4
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant     : 0x0
CPU part        : 0xc05
CPU revision    : 1
Hardware        : MSM8x25 C8833D BOARD
Revision        : 0000
Serial          : 0000000000000000
shell@android:/ $

使用Ant批量生成头文件

使用Ant工具自动生成头文件. (方便快捷,代替上面的步骤3)

Ant是一个自动构建的一个脚本,基于xml .

1.创建Ant文件

在项目工程里创建一个new–>File新创建一个文件名:build_headers.xml的文件
选择文件–>右击–>open with->other->ant editor的方式打开.
打开文件后使用alt+/快捷键会自动生成模板.

2.编写模板

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<project name="AndroidNDK" default="BuildAllHeaders">
<description>description</description>
<!--呼叫目标-->
<target name="BuildAllHeaders">
	<antcall target="BuildPortHeader" />
	<antcall target="BuildTwoPortHeader" />
</target>
<!--目标_使用javah命令 destdir生成文件的目的路径,classpath类Class文件路径 , class类名-->
<target name="BuildPortHeader">
	<javah destdir="./jni" classpath="./bin/classes" class="com.tu.test.androidndk.jni.Port"/>
</target>
<target name="BuildTwoPortHeader">
	<javah destdir="./jni" classpath="./bin/classes" class="com.tu.test.androidndk.jni.TwoPort"/>
</target>
</project>

3.运行Ant自动编译

选择build_headers.xml右击–> run as –>Ant build
或者:
打开Ant窗口(Wnidow–>Show View–>Ant)–>Add Buildfiles–>选择项目–>Ant窗口里会多出一个AndroidNDK项双击即可.

4.刷新项目

选择项目–>右击–>Refresh
查看jni目录会新增加对应.h的头文件
这样编译起多个文件时效率大大的提高.

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