安卓JNI从0到1入门教程（二）

经过上一篇《安卓JNI从0到1入门教程（一）》介绍，我们对JNI有了初步认识，接下来我会从ndk-build方式和cmake方式分别来介绍怎么构建native库：

本文使用开发环境：

Android Studio 4.0+

compileSDK 33

gradle 7.2.1

一、ndk-build

ndk-build依赖配置文件Android.mk，存放代码的位置通常是jni目录

1.新建一个java测试类

package com.example.jni;

public class JNIDemo {

    static {
        //这个库名必须跟Android.mk的LOCAL_MODULE对应
        System.loadLibrary("JniDemo");
    }

    public static native String test();
}

2.创建jni目录

3.生成.h文件

打开命令行，切换到项目的java目录，然后使用以下命令生成.h头文件。（没有javah命令的请先配置jdk环境变量）

javah -d ../jni com.example.jni.JNIDemo

生成的文件会在jni目录下出现

4.实现具体C++函数

在jni目录下新建一个.cpp文件，内容如下

#include "com_example_jni_JNIDemo.h" //引入刚刚生成的头文件

extern "C"
//实现test函数实际功能
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_jni_JNIDemo_test(JNIEnv * env, jclass clz){
    return env->NewStringUTF("hello world");
}

5.配置Android.mk和Application.mk

在jni目录下新建这两个文件，文件内容如下：

Android.mk:

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

#定义要构建生成的本地库的名称,以下示例会生成名为 libJniDemo.so 的库。
LOCAL_MODULE := JniDemo

#指定源代码文件
LOCAL_SRC_FILES := \
JNITest.cpp \

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

Application.mk

#指定用于此应用的 C++ 标准库，默认情况下使用 system STL。其他选项包括 c++_shared、c++_static 和 none
APP_STL := c++_shared
APP_CPPFLAGS := -frtti -fexceptions
# APP_ABI：指定生成哪些cpu类型的so， all代表全部 常用的有：armeabi-v7a，arm64-v8a，x86，x86_64
APP_ABI := armeabi-v7a arm64-v8a
#APP_PLATFORM 会声明构建此应用所面向的 Android API 级别，并对应于应用的 minSdkVersion
APP_PLATFORM := android-21

注意：Gradle 的 externalNativeBuild 会忽略 APP_ABI。请在 ndk块内部使用 abiFilters 块或abi 块（见下方配置）。

6.生成.so文件

你可以直接使用ndk-build命令构建，也可以在AndroidStudio中配置快捷方式。（本示例使用ndk版本为21.4.7075529）

（1）用构建命令构建
控制台切换到jni目录下，也就是包含Android.mk和Application.mk的目录，执行ndk-build命令，成功后可以在libs文件夹下找到。(没有ndk-build命令的需要先配置ndk环境变量)

（2）配置快捷工具

打开File-Settings-Tools-External Tools，添加新的工具，命名为ndk-build（随意命名），Program配置选择你的ndk所在的目录下的ndk-build.cmd，这个通常在你的AndroidStudio的安装目录下的ndk目录，Working directory填写项目的jni目录

点击执行ndk-build即可生成.so文件

7.在代码中使用native方法

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private TextView tvMsg;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        tvMsg = findViewById(R.id.tv_msg);
        //调用native方法
        String msg = JNIDemo.test();
        tvMsg.setText(msg);
    }
}

如果你使用的是比较老版本的Gradle，那么在app模块的build.gradle中需要添加以下配置，才能链接so库（生成的so库需放在libs目录下）：

apply plugin: 'com.android.application'

android {
    compileSdkVersion 28
   
    //...其他省略

    sourceSets {
        main {
            jniLibs.srcDirs = ['libs']
        }
    }
}

dependencies {

    //...其他省略
}

二、CMake

上面讲述了ndk-build，现在讲讲CMake怎么配置

1.添加CMakeLists.txt文件

在项目的app模块根目录新建CMakeLists.txt文件，填写如下内容：

#指定CMake的最低版本要求
cmake_minimum_required(VERSION 3.18.1)

# 定义本地库的名称
set(my_lib_name JniDemo)

#添加库配置，如果有多个库，可以添加多个add_library方法
add_library( # 指定生成库的名称，使用上面定义的变量
        ${my_lib_name}
        # 标识是静态库还是动态库 STATIC：静态库 SHARED：动态库
        SHARED
        # C/C++源代码文件路径
        src/main/cpp/JNITest.cpp)

#指定.h头文件的目录
include_directories(src/main/cpp/)

# 指定构建输出路径
set_target_properties(${my_lib_name} PROPERTIES
        LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY "${CMAKE_SOURCE_DIR}/libs/${ANDROID_ABI}")

# 链接外部静态库（如果你的静态库或动态库依赖于其他库或依赖项）
target_link_libraries(MyStaticLibrary PRIVATE MyExternalStaticLibrary)

示例中的add_library函数用于指定要构建的本地库以及其源代码文件。target_link_libraries函数用于指定要链接的系统库，例如log库，它用于在本地代码中使用Android的日志功能。

最后，通过set_target_properties函数，可以指定生成的共享库的输出路径，将其放置在libs/${ANDROID_ABI}目录下，其中${ANDROID_ABI}是一个CMake变量，表示当前目标平台的ABI（应用二进制接口）

更多CMakeLists.txt的配置项请参考配置Cmake

2.在app模块下的build.gradle中添加externalNativeBuild和ndk配置

android {
    compileSdk 33

    defaultConfig {
        applicationId "com.example.jni"
        minSdk 21
        targetSdk 32
        versionCode 1
        versionName "1.0"
        testInstrumentationRunner "androidx.test.runner.AndroidJUnitRunner"

        ndk {
            //指定编译的ABI平台
            abiFilters 'armeabi-v7a', 'arm64-v8a', 'x86', 'x86_64'
        }
    }

    externalNativeBuild {
        cmake {
            //指定CMakeLists文件所在位置
            path "CMakeLists.txt"
        }
    }
  //...省略
}

3.添加C++文件

CMake通常使用cpp目录而不是jni目录，所以在src/main的目录下新建一个cpp目录，然后把.h和.cpp文件放进去

4.生成.so文件

使用AS的Rebuild Project构建项目，即可以在libs目录生成对应so文件。

好了，至此两种方式介绍已经讲完。

更多关于其中的配置可参考谷歌官方的文档。

后记

上述过程中，我们涉及了2个概念：动态库和静态库

在NDK编译过程中，这是两个不一样库文件生成方式。

1.动态库（Dynamic Library）：

动态库是一种在运行时被加载和链接到应用程序中的库文件。在 Android NDK 中，动态库的文件扩展名通常为 .so（Shared Object）。
动态库可以被多个应用程序或模块共享，以减少磁盘空间和内存占用。多个应用程序可以同时加载和使用同一个动态库。
动态库的加载和链接是在运行时进行的，这意味着库文件可以在应用程序运行期间动态加载和替换，从而实现更新和维护的方便性。
在 Android NDK 中，动态库使用 C/C++ 编译器生成，并使用 ndk-build 或 CMake 等构建工具进行编译和构建。

2.静态库（Static Library）：

静态库是一种在编译时被链接到应用程序中的库文件。在 Android NDK 中，静态库的文件扩展名通常为 .a（Archive）。
静态库会在应用程序编译时被复制到可执行文件中，每个使用了静态库的应用程序都包含了库的完整副本。
静态库的优点是可以提供独立的可执行文件，不需要依赖外部的库文件。它在性能上可能略优于动态库，因为静态库的函数调用是直接的，无需动态链接过程。
在 Android NDK 中，静态库也使用 C/C++ 编译器生成，并使用 ndk-build 或 CMake 等构建工具进行编译和构建。

在 Android NDK 开发中，你可以根据需求选择使用动态库或静态库。动态库适用于多个应用程序共享库文件、便于更新和维护的场景，而静态库适用于需要独立的可执行文件、性能优化和不需要依赖外部库的场景。

安卓JNI从0到1入门教程（二）

一、ndk-build

后记

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