Android Studio 基于 NDK 的开发初体验

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这是一个创建于 3325 天前的主题，其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

最近在接触 Dex 底层操作时，了解了下 NDK 的开发。
虽然 Android Studio 对于 NDK 开发还是实验性的支持。但是对于我个人入门来说。
我感觉比基于 Eclipse 的 NDK 开发方便很多。
但是当我后面用 JNI 实现的一个 sayHi 的方法之后。
我竟然心里突然觉得 Java 这个语言真是太方便好用了。

项目创建与配置

0x0 下载安装 NDK SDK

NDK Downloads

0x1 创建一个新的空白的 Application

然后修改项目目录的 local.properties 添加 NDK-SDK 的路径配置。
根据安装的位置自行修改路径，如下：
ndk.dir=/Users/youjianame/android-ndk-r10e

0x2 更新 gradle 版本到 2.5 .

0x3 使用支持 NDK 的 gradle 编译插件

修改项目目录下的 build.gradle 编译插件路径，由
classpath com.android.tools.build:gradle:1.3.0
改为
classpath com.android.tools.build:gradle-experimental:0.2.1

0x4. 修改 `app/build.gradle`

应用的 DSL 需要的修改会比较大。
由原来生成的：

apply plugin: 'com.android.application'

android {
    compileSdkVersion 23
    buildToolsVersion "23.0.1"

    defaultConfig {
        applicationId "com.banxi1988.ndk_jni_helloworld"
        minSdkVersion 16
        targetSdkVersion 23
        versionCode 1
        versionName "1.0"
    }
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
    }
}

dependencies {
    compile fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
    testCompile 'junit:junit:4.12'
    compile 'com.android.support:appcompat-v7:23.1.0'
}

修改为如下：

apply plugin: 'com.android.model.application'

model{
    android {
        compileSdkVersion = 23
        buildToolsVersion = "23.0.1"

        defaultConfig.with{
            applicationId = "com.banxi1988.ndk_jni_helloworld"
            minSdkVersion.apiLevel = 16
            targetSdkVersion.apiLevel = 23
            versionCode =  1
            versionName = "1.0"
        }
        compileOptions.with{
            sourceCompatibility = JavaVersion.VERSION_1_7
            targetCompatibility = JavaVersion.VERSION_1_7
        }
    }

    compileOptions.with {
        sourceCompatibility = JavaVersion.VERSION_1_7
        targetCompatibility = JavaVersion.VERSION_1_7
    }

    android.buildTypes {
        release {
            minifyEnabled =  false
            proguardFiles += file('proguard-rules.pro')
        }
    }
    android.ndk{
        moduleName = "hello-jni"
    }
}

dependencies {
    compile fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
    compile 'com.android.support:appcompat-v7:23.1.0'
}

编写 Native 代码

0x1 在 Java 类中编写静态方法声明，让 Studio 帮助生成 Native 代码。

在应用主包下创建一个名为 NativeGreetings的类
如下：

package com.banxi1988.ndk_jni_helloworld;
public class NativeGreetings {
    public native String helloWorld();
}

此时将光标停留在 helloWorld 方法名上面，左右会出现一个修复错误的提示。
点击小灯泡之后就会弹出如下修复菜单：
第一个菜单项即是：
Create function Java_com_banxi1988_ndk_1jni_1helloworld_NativeGreetings_helloWorld
选择创建之后就会自动为我们创建相应的 C 函数文件及对应的方法。
为我们创建了如下的文件 app/src/main/jni/nativegreetings.c

#include <jni.h>

JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_banxi1988_ndk_1jni_1helloworld_NativeGreetings_helloWorld(JNIEnv *env, jobject instance) {
    return (*env)->NewStringUTF(env, returnValue);
}

0x2 返回 Hello World 字符串

下面只是简单的实现如下：

JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_banxi1988_ndk_1jni_1helloworld_NativeGreetings_helloWorld(JNIEnv *env, jobject instance) {
    return (*env)->NewStringUTF(env, "A Hello World Greeting  From JNI! ");
}

0x3 在 NativeGreetings 类的静态区加载相应的静态原生库

将 NativeGreetings 类修改如下。增加一个 static 区，在其中加载静态链接库。
库名称即是我们在 android.ndk 中配置的 moduleName

public class NativeGreetings {
    public native String helloWorld();

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

0x4 修改一下我们的应用以使用此原生方法：

NativeGreetings greetings = new NativeGreetings();
TextView greetingsView = (TextView) findViewById(R.id.greetings);
greetingsView.setText(greetings.helloWorld());

运行即可看到效果了。

一个复杂一点 JNI 代码示例

在 Java 代码中添加一个 sayHi的方法声明
同时添加一模型字段。如下：

public native String sayHi();

    public String firstName;
    public String lastName;

    public NativeGreetings(String firstName,String lastName){
        this.firstName = firstName;
        this.lastName = lastName;
    }

这个 sayHi 想要实现的是类似下面的效果：

public String sayHi(){
   return "Hi, "+this.firstName+" "+this.lastName;
}

下面是对应的 JNI 代码：

JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_banxi1988_ndk_1jni_1helloworld_NativeGreetings_sayHi(JNIEnv *env, jobject instance) {

    jclass  class = (*env)->GetObjectClass(env,instance);

    jfieldID firstNameID = (*env)->GetFieldID(env,class,"firstName","Ljava/lang/String;");
    jfieldID lastNameID = (*env)->GetFieldID(env,class,"lastName","Ljava/lang/String;");

    jstring firstName = (*env)->GetObjectField(env,instance,firstNameID);
    jstring lastName = (*env)->GetObjectField(env,instance,lastNameID);

    jbyte *firstNameBytes = (*env)->GetStringUTFChars(env,firstName,NULL);
    jbyte *lastNameBytes = (*env)->GetStringUTFChars(env,lastName,NULL);
    char * hi = "Hi, ";
    char * greetingChars = malloc(strlen(hi) + strlen(firstNameBytes) + strlen(" ") +strlen(lastNameBytes) + 1);
    strcpy(greetingChars,hi);
    strcat(greetingChars,firstNameBytes);
    strcat(greetingChars," ");
    strcat(greetingChars,lastNameBytes);

    jstring greeting = (*env)->NewStringUTF(env,greetingChars);
    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env,firstName,firstNameBytes);
    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env,lastName,lastNameBytes);
    free(greetingChars);
    return greeting;
}