Android Studio编译并集成SO文件
0x00 本文目标
- 让Java层代码与Native层代码交互
- 编译Native代码为SO文件
- 将SO文件集成到最终的APK文件中
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0x01 Java层
为了让Java层与JNI层交互,来个简单的测试代码。首先用静态代码块加载了test动态链接库。hello方法用于获取从native返回的字符串,并显示到TextView中,没有TextView的同学自己在布局文件中新建一个就行了。
package com.example.androidtest;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private TextView txt_jni;
static {
System.loadLibrary("test");
}
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
txt_jni = findViewById(R.id.txt_jni);
txt_jni.setText(hello(123, "abc"));
}
private native String hello(int a, String b);
}
接下来实现JNI层代码,在Android Studio中新建一个空白工程,File->New->Folder->JNI Folder创建一个JNI源码文件夹,默认路径在/src/main/jni。
在安卓中同样有这两种方式:Java_固定路径方式,和JNI_OnLoad动态注册方式。
0x02 Java_固定路径写法
本质就是生成一个固定前缀的函数名称和相关参数,最后在c/cpp文件中实现它。
可以手动生成.h文件,不再演示。本文使用Android Studio提供的External Tools来实现一键生成.h头文件,这将大大提高开发效率。
File->Settings->Tools->Extenal Tools,点个加号创建一个新的项。该命令实际上会执行命令行指令传递相关参数,结合手写的写法,可以改装出其他版本:
D:\RTEws\Java\jdk1.8.0_121\bin>javah -d "E:\Workspace\NetBeans\DXCyber409\src\main\java\dxcyber409\jni" -classpath "E:\Workspace\NetBeans\DXCyber409\target\classes" -jni dxcyber409.Test$Cls
Insert Marcros是内置环境变量参考窗口,不要错过:
最终路径参数方案调整如下:
Name:javah
Program:$JDKPath$\bin\javah.exe
Arguments:-d "$ContentRoot$\src\main\jni" -classpath "$OutputPath$;$ModuleSdkPath$\platforms\android-28\android.jar;$ModuleSdkPath$\extras\android\android-support-v4.jar;$ModuleSdkPath$\extras\android\android-support-v7.jar" -jni "$FileClass$"
Working directory:
在Arguments中-classpath选项除了自己代码中已编译的classes目录外,还加入android.jar,android-support-v4.jar,android-support-v7.jar等依赖包,不加会缺少实现类而报错,按需解决就行。
写法不止一种,博主在Arguments中已经把所有相关路径都拼接完成了,因此Working directory没啥用留空就行。
Ps.博主的Android SDK貌似不完整的样子,在Android SDK中找不到appcompat相关依赖包。如果你也不想重新安装Android SDK的话这里有个小技巧,到Maven Repository上缺啥下啥,自己动手丰衣足食。下载了丢到目录中引用路径,位置没有强硬要求。
添加External Tools完成后首先Build->Make module生成一下classes文件,之后对着类右键->External Tools->javah就可以直接调用javah生成.h文件,相当方便。
.h文件在/src/main/jni目录中,按惯例新建一个cpp文件包含此文件并实现,完整代码如下:
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_example_androidtest_MainActivity */
#ifndef _Included_com_example_androidtest_MainActivity
#define _Included_com_example_androidtest_MainActivity
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
#undef com_example_androidtest_MainActivity_BIND_ABOVE_CLIENT
#define com_example_androidtest_MainActivity_BIND_ABOVE_CLIENT 8L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_BIND_ADJUST_WITH_ACTIVITY
#define com_example_androidtest_MainActivity_BIND_ADJUST_WITH_ACTIVITY 128L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_BIND_ALLOW_OOM_MANAGEMENT
#define com_example_androidtest_MainActivity_BIND_ALLOW_OOM_MANAGEMENT 16L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_BIND_AUTO_CREATE
#define com_example_androidtest_MainActivity_BIND_AUTO_CREATE 1L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_BIND_DEBUG_UNBIND
#define com_example_androidtest_MainActivity_BIND_DEBUG_UNBIND 2L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_BIND_EXTERNAL_SERVICE
#define com_example_androidtest_MainActivity_BIND_EXTERNAL_SERVICE -2147483648L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_BIND_IMPORTANT
#define com_example_androidtest_MainActivity_BIND_IMPORTANT 64L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_BIND_NOT_FOREGROUND
#define com_example_androidtest_MainActivity_BIND_NOT_FOREGROUND 4L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_BIND_WAIVE_PRIORITY
#define com_example_androidtest_MainActivity_BIND_WAIVE_PRIORITY 32L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_CONTEXT_IGNORE_SECURITY
#define com_example_androidtest_MainActivity_CONTEXT_IGNORE_SECURITY 2L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_CONTEXT_INCLUDE_CODE
#define com_example_androidtest_MainActivity_CONTEXT_INCLUDE_CODE 1L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_CONTEXT_RESTRICTED
#define com_example_androidtest_MainActivity_CONTEXT_RESTRICTED 4L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_MODE_APPEND
#define com_example_androidtest_MainActivity_MODE_APPEND 32768L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_MODE_ENABLE_WRITE_AHEAD_LOGGING
#define com_example_androidtest_MainActivity_MODE_ENABLE_WRITE_AHEAD_LOGGING 8L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_MODE_MULTI_PROCESS
#define com_example_androidtest_MainActivity_MODE_MULTI_PROCESS 4L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_MODE_NO_LOCALIZED_COLLATORS
#define com_example_androidtest_MainActivity_MODE_NO_LOCALIZED_COLLATORS 16L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_MODE_PRIVATE
#define com_example_androidtest_MainActivity_MODE_PRIVATE 0L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_MODE_WORLD_READABLE
#define com_example_androidtest_MainActivity_MODE_WORLD_READABLE 1L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_MODE_WORLD_WRITEABLE
#define com_example_androidtest_MainActivity_MODE_WORLD_WRITEABLE 2L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_RECEIVER_VISIBLE_TO_INSTANT_APPS
#define com_example_androidtest_MainActivity_RECEIVER_VISIBLE_TO_INSTANT_APPS 1L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_DEFAULT_KEYS_DIALER
#define com_example_androidtest_MainActivity_DEFAULT_KEYS_DIALER 1L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_DEFAULT_KEYS_DISABLE
#define com_example_androidtest_MainActivity_DEFAULT_KEYS_DISABLE 0L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_DEFAULT_KEYS_SEARCH_GLOBAL
#define com_example_androidtest_MainActivity_DEFAULT_KEYS_SEARCH_GLOBAL 4L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_DEFAULT_KEYS_SEARCH_LOCAL
#define com_example_androidtest_MainActivity_DEFAULT_KEYS_SEARCH_LOCAL 3L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_DEFAULT_KEYS_SHORTCUT
#define com_example_androidtest_MainActivity_DEFAULT_KEYS_SHORTCUT 2L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_RESULT_CANCELED
#define com_example_androidtest_MainActivity_RESULT_CANCELED 0L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_RESULT_FIRST_USER
#define com_example_androidtest_MainActivity_RESULT_FIRST_USER 1L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_RESULT_OK
#define com_example_androidtest_MainActivity_RESULT_OK -1L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_HONEYCOMB
#define com_example_androidtest_MainActivity_HONEYCOMB 11L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_MSG_REALLY_STOPPED
#define com_example_androidtest_MainActivity_MSG_REALLY_STOPPED 1L
#undef com_example_androidtest_MainActivity_MSG_RESUME_PENDING
#define com_example_androidtest_MainActivity_MSG_RESUME_PENDING 2L
/*
* Class: com_example_androidtest_MainActivity
* Method: hello
* Signature: (ILjava/lang/String;)Ljava/lang/String;
*/
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_androidtest_MainActivity_hello
(JNIEnv *, jobject, jint, jstring);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
博主在编写C层的时候Android Studio没有出现代码自动补全,解决办法File > Invalidate Caches / Restart... > Click at Invalidate and Restart
/**
* The implemention of com_example_androidtest_MainActivity.h
* Created by DXCyber409 on 2019/6/9.
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "com_example_androidtest_MainActivity.h"
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_androidtest_MainActivity_hello(JNIEnv *env, jobject obj, jint p1, jstring p2)
{
uint8_t success;
char tmp[256] = {0};
// 将int参数转换为字符串
sprintf(tmp, "%d", p1);
// 将jstring转换为const char*
const char* str_utf8 = env->GetStringUTFChars(p2, &success);
if (success) {
strcat(tmp, str_utf8);
env->ReleaseStringUTFChars(p2, str_utf8);
}
// 将char*转换为jstring
return env->NewStringUTF(tmp);
}
Java_固定前缀写法这部分就全部实现完了,编译等步骤看后续的章节。
0x03 JNI动态注册写法
JNI_OnLoad是安卓SO文件执行时,在较早时机会调用的一个初始化函数。此时通过JNIEnv环境指针调用RegisterNatives函数绑定Java层方法和native层的函数,可以在native函数被执行之前进行提前注册,避免报错的同时也省去了Java_固定路径的长串写法。
那么就不需要javah,也不用配置External Tools命令行了,直接新建一个cpp文件开搞。
/**
* Main module of libtest.so
* Created by DXCyber409 on 2019/6/9.
*/
#include <jni.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
JNIEXPORT jstring JNICALL func_test(JNIEnv *env, jobject obj, jint p1, jstring p2)
{
uint8_t success;
char tmp[256] = {0};
// 将int参数转换为字符串
sprintf(tmp, "%d", p1);
// 将jstring转换为const char*
const char* str_utf8 = env->GetStringUTFChars(p2, &success);
if (success) {
strcat(tmp, str_utf8);
env->ReleaseStringUTFChars(p2, str_utf8);
}
// 将char*转换为jstring
return env->NewStringUTF(tmp);
}
JNINativeMethod gMethods[] = {
{"hello", "(ILjava/lang/String;)Ljava/lang/String;", (void*)func_test},
};
static const char* const className = "com/example/androidtest/MainActivity";
JNIEXPORT jint JNICALL JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reversed)
{
jclass myClass;
JNIEnv* env = NULL;
jint result = -1;
// 从JavaVM中获取JNIEnv
if (vm->GetEnv((void**)&env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {
printf("get env error.");
return -1;
}
// 获取映射的java类
myClass = env->FindClass(className);
if (myClass == NULL) {
printf("cannot get class:%s\n", className);
return -1;
}
// 通过RegisterNatives方法动态注册
if (env->RegisterNatives(myClass, gMethods, sizeof(gMethods) / sizeof(gMethods[0]))) {
printf("cannot get method:%s\n", gMethods[0].name);
return -1;
}
return JNI_VERSION_1_4;
}
JNI的函数功能以及写法不是本篇文章的讲解目标,这里不做过多说明。
0x04 SO文件编译
有了源码就需要编译,此时ndk-build指令就派上用场。期间需要一个Makefile文件Android.mk,该文件指示了完成编译所必需的特性。
LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := test
LOCAL_SRC_FILES := com_example_androidtest_MainActivity.cpp
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
在上面的Android.mk中博主指定了编译模块的名称为test,所使用的源码为com_example_androidtest_MainActivity.cpp,编译为共享库(SO)等。这一步Java_固定路径写法和JNI动态注册写法都通用。
在命令行切换到jni目录ndk-build,默认会生成所有架构的so文件。在jni/../libs文件有编译好的成品。
0x04 集成SO文件
为了在APK文件中的lib文件夹出现SO文件,还需要最后一步SO文件集成步骤。
博主使用的是Android Studio 3.4.1,这个版本会在执行ndk-build成功后直接将jni/../libs目录下的所有SO集成到APK中,做其他配置反而会报错。
0x05 编译APK测试结果
Build->Build Bundle/APK->Build APK
生成APK文件后直接安装到手机上测试吧,结果良好。
参考源
https://www.jianshu.com/p/faa3eebbd401