Android应用---基于NDK的samples例程hello-jni学习NDK开发

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mb5fd86d34c044c 2014-10-07 15:01:00

文章标签 android java eclipse ide c++ 文章分类 代码人生

Android应用---基于NDK的samples例程hello-jni学习NDK开发

NDK下载地址：http://developer.android.com/tools/sdk/ndk/index.html，下载解压为android-ndk-r10b，此目录下的samples\hello-jni就是NDK自带的例子，先来看编译前后和用eclipse导入前后目录的差别图：

Android应用---基于NDK的samples例程hello-jni学习NDK开发_ide

图1

(1) 解压后原始的目录见图1左边的目录结构。

(2) 进入D:\ADT-bundle\android-ndk-r10b\samples\hello-jni目录，用ndk-build编译会生成libs和obj目录。

(3) 打开Eclipse，导入hello-jni后新增.settings、assets、bin和gen文件夹，以及.classpath与.project文件。

采用NDK开发APP部分功能的APK工程的目录结构介绍如下，新建Android工程后，右击工程名字，选择Android Tools--->Add Native Support可增加C/C++来开发APP的部分的功能。

包名：com.example.hellojni，类名：HelloJni

1. .classpath和.project文件

从图1可知，用Eclipse导入hello-jni工程时会生成这两个文件，Eclipse将项目数据就是保存在这两个文件中。

1.1 .project文件

.project文件保存关于项目中包含哪些文件、如何使用它们、如何构建项目等方面的信息，以及更多的详细信息。

<?xmlversion="1.0" encoding="UTF-8"?> <projectDescription> <!-- 工程名称 -->        <name>HelloJni</name> <!—工程注释描述 -->        <comment></comment>        <projects>        </projects>        <!—builder指定 -->        <buildSpec>               <buildCommand>                      <name>com.android.ide.eclipse.adt.ResourceManagerBuilder</name>                      <arguments>                      </arguments>               </buildCommand>               <buildCommand>                      <name>com.android.ide.eclipse.adt.PreCompilerBuilder</name>                      <arguments>                      </arguments>               </buildCommand>               <buildCommand>                      <name>org.eclipse.jdt.core.javabuilder</name>                      <arguments>                      </arguments>               </buildCommand>               <buildCommand>                      <name>com.android.ide.eclipse.adt.ApkBuilder</name>                      <arguments>                      </arguments>               </buildCommand>        </buildSpec>        <natures>               <nature>com.android.ide.eclipse.adt.AndroidNature</nature>               <nature>org.eclipse.jdt.core.javanature</nature>        </natures> </projectDescription>

运行时需要的额外Eclipse插件<natures></natures>，及其具体加载方式信息<buildSpec></buildSpec>

1.2 .classpath文件

.classpath的位置定义了你这个项目在编译时所使用的$CLASSPATH，设置Classpath的目的，在于告诉Java执行环境，在哪些目录下可以找到您所要执行的Java程序所需要的类或者包。

<?xmlversion="1.0" encoding="UTF-8"?> <classpath>        <classpathentry kind="src"path="src"/>        <classpathentry kind="src"path="gen"/>        <classpathentry kind="con"path="com.android.ide.eclipse.adt.ANDROID_FRAMEWORK"/>        <classpathentryexported="true" kind="con"path="com.android.ide.eclipse.adt.LIBRARIES"/>        <classpathentryexported="true" kind="con"path="com.android.ide.eclipse.adt.DEPENDENCIES"/>        <classpathentrykind="output" path="bin/classes"/> </classpath>

从数据上我们容易看出，上面描述了工程的依赖文件：

(1) kind="src"，指定源文件位置, 对应工程属性Java build path中Source项中的一项, kind="src" 指明为源文件, 源文件路径path，如HelloJni.java保存在i\src\com\example\hellojni下面，而自动生成的BuildConfig.java和R.java保存在i\gen\com\example\hellojni目录下。

Android应用---基于NDK的samples例程hello-jni学习NDK开发_android_02

图2

(2) kind="con"，con指container，就是程序运行的容器，或者说是运行环境也可以。

(3) kind="output"，表示生成的.class文件，比如HelloJni.class存放的路径，见图2。

(4) exported="true"表示导入第三方库，但这里实际上没有导入，见下图：

Android应用---基于NDK的samples例程hello-jni学习NDK开发_java_03

图3

总体上说这个文件就是配置整个工程的运行环境。

Eclipse打开hello-jni工程，默认情况下是看不到.classpath和.project文件的，需要

Android应用---基于NDK的samples例程hello-jni学习NDK开发_ide_04

图4

不选择.*resources就OK了。

2. AndroidManifest.XML

<?xmlversion="1.0" encoding="utf-8"?> <manifestxmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"       package="com.example.hellojni"       android:versionCode="1"       android:versionName="1.0">     <uses-sdkandroid:minSdkVersion="3" />     <applicationandroid:label="@string/app_name"                 android:debuggable="true">         <activityandroid:name=".HelloJni"                  android:label="@string/app_name">             <intent-filter>                 <action android:name="android.intent.action.MAIN"/>                 <categoryandroid:name="android.intent.category.LAUNCHER" />             </intent-filter>         </activity>     </application> </manifest>

这是应用程序HelloJni的配置文件，它所用的Activity组件HelloJni需要在这里配置才能使用。

3. project.properties文件

主要内容如下：

# Project target. target=android-19

定义了目标平台的API版本，此文件是由Android工具自动生成，不能手动修改。

4. .settings和assets文件夹

.settigns文件夹下只有org.eclipse.jdt.core.prefs这文件，内容如下：

eclipse.preferences.version=1 org.eclipse.jdt.core.compiler.codegen.targetPlatform=1.6 org.eclipse.jdt.core.compiler.compliance=1.6 org.eclipse.jdt.core.compiler.source=1.6

1.6这里应该表示是JDK的版本，Windows->Preferences-->java->Compiler-->compilercompliance level可以设置，但是设置后并不会修改此文件。

Assets文件夹是空的。

5. src\com\example\hellojni\HelloJni.java

packagecom.example.hellojni;   importandroid.app.Activity; importandroid.widget.TextView; importandroid.os.Bundle;     public classHelloJni extends Activity {     /** Called when the activity is firstcreated. */     @Override     public void onCreate(BundlesavedInstanceState)     {         super.onCreate(savedInstanceState);           /* Create a TextView and set itscontent.          * the text is retrieved by calling anative          * function.          */         TextView  tv = new TextView(this);         tv.setText( stringFromJNI() );         setContentView(tv);     }       /* A native method that is implemented bythe      * 'hello-jni' native library, which ispackaged      * with this application.      */     public native String  stringFromJNI();       /* This is another native methoddeclaration that is *not*      * implemented by 'hello-jni'. This issimply to show that      * you can declare as many native methodsin your Java code      * as you want, their implementation issearched in the      * currently loaded native libraries onlythe first time      * you call them.      *      * Trying to call this function will resultin 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 beenunpacked into      */data/data/com.example.hellojni/lib/libhello-jni.so at      * installation time by the packagemanager.      */     static {        System.loadLibrary("hello-jni");     } }

这里说明两点：

(1) 声明JNI办法

public nativeString  stringFromJNI(); public nativeString  unimplementedStringFromJNI();

可以看到这两个办法的声明中有native关键字，表示为本地办法，也就是说这两个办法是通过本地代码C/C++来实现的。

(2) 加载动态链接库

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

根据注释，可以知道在APP启动时会调用此代码来加载hello-jni动态链接库(完整名字为libhello-jni.so)。libhello-jni.so在被加载之前已经被放入到/data/data/com.example.HelloJni/lib/目录下。

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这个库会在第一次使用HelloJni这个类的时候加载。

JAVA通过JNI调用本地方法，而本地方法是以库文件的形式存放的（在WINDOWS平台上是DLL文件形式，在Android上是SO文件形式

6. Jni下的源代码文件

从第5部分我们知道在HelloJni.java声明了JNI方法，但是需要用C/C++来实现的，可通过javah命令来生成对应的头文件，然后再根据头文件来写C/C++代码。

6.1 生成相应的.h文件

进入hello-jni目录下，用命令javah -classpath bin -d jnicom.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(编译该JAVA程序文件，生成CLASS，再用JAVAH命令，JNI就会生成C/C++的头文件)。

按照这个办法，编译出错：提示无法找到com.example.hellojni.HelloJni类文件，原因是我bin目录下还有一层目录 classes，然后改为下面的命令：

javah -classpathbin/classes -d jni com.example.hellojni.HelloJni

还是出错，提示无法找到android.app.Activity的类文件，参考：

最后成功生成.h头文件的命令为：javah -classpath “D:\ADT-bundle\sdk\platforms\android-19\android.jar”;bin/classes-d jni com.example.hellojni.HelloJni，如下图：

Android应用---基于NDK的samples例程hello-jni学习NDK开发_ide_05

图5

在\jni文件及下生成com_example_hellojni_HelloJni.h文件。

/* DO NOT EDITTHIS FILE - it is machine generated */ #include<jni.h> /* Header forclass com_example_hellojni_HelloJni */   #ifndef_Included_com_example_hellojni_HelloJni #define_Included_com_example_hellojni_HelloJni #ifdef __cplusplus extern"C" { #endif #undefcom_example_hellojni_HelloJni_MODE_PRIVATE #definecom_example_hellojni_HelloJni_MODE_PRIVATE 0L … /*  * Class:    com_example_hellojni_HelloJni  * Method:   stringFromJNI  * Signature: ()Ljava/lang/String;  */ JNIEXPORT jstringJNICALL Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI   (JNIEnv *, jobject);   /*  * Class:    com_example_hellojni_HelloJni  * Method:   unimplementedStringFromJNI  * Signature: ()Ljava/lang/String;  */ JNIEXPORT jstringJNICALL Java_com_example_hellojni_HelloJni_unimplementedStringFromJNI   (JNIEnv *, jobject);   #ifdef __cplusplus } #endif #endif

可以看到java定义的JNI方法stringFromJNI()，对应在C/C++方法是Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI，名字很长，不过比较有规律，按照java_pacakege_class_method 形式来命名，这里JNIEXPORT和JNICALL都是JNI的关键字，表示此函数是要被JNI调用的。

Signature:()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。

6.2 hello-jni.c

#include<string.h> #include<jni.h>   /* This is a trivialJNI example where we use a native method  * to return a new VM String. See thecorresponding 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 !  Compiled with ABI" ABI "."); }

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。

Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI()函数只是简单的返回了一个内容为 " Hello from JNI ! Compiled with ABI " ABI "." 的jstring对象（对应于java中的String对象）。

6.3 Android.mk文件

LOCAL_PATH :=$(call my-dir)   include$(CLEAR_VARS)   LOCAL_MODULE    := hello-jni LOCAL_SRC_FILES :=hello-jni.c   include$(BUILD_SHARED_LIBRARY)

(1) 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）。

(2) 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。

(3) 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。

(4) 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’）

(5) 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。

6.4 Application.mk文件