关于android ndk的jni总结
2017-02-11 20:42
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开发工具支持
主要要点如下,更详细的应该参考官方文档:需要下载android ndk,并设置ANDROID_NDK_HOME并设置PATH, 在eclipse中顺便也设置一下。
eclipse支持android ndk开发,只需要在项目中右键添加Android Tools > Add Native Support即可。
配置文件
主要配置文件有2个: Android.mk,Application.mk,详细配置还是应该阅读官方文档。下面说一下常用配置。Application.mk
详细配置参考https://developer.android.com/intl/zh-cn/ndk/guides/application_mk.htmlAPP_STL := stlport_static 设置是否依赖的C++标准库特性,非常重要,详细参数参考https://developer.android.com/intl/zh-cn/ndk/guides/cpp-support.html#runtimes
APP_ABI := armeabi armeabi-v7a 设置需要生成so的平台,可以指定或者用all
APP_OPTIM := release 生成debug还是relase版本,默认就是release
Android.mk
详细配置参考https://developer.android.com/intl/zh-cn/ndk/guides/android_mk.html这个配置是可以一次性生成多个so文档的,只需要区分不同的LOCAL_MODULE、LOCAL_SRC_FILES即可。
发现ndk好像默认不支持c/c++混编,所以最好统一成cpp后缀。又或者是我不清楚实际是可以的
LOCAL_LDLIBS += -L$(SYSROOT)/usr/lib -lz -llog -landroid 依赖的库,这个例子表示依赖zlib、android log模块及android运行库
LOCAL_MODULE := protect 生成的模块名
LOCAL_SRC_FILES := NativeApplication.cpp NativeHelper.cpp arcfour.cpp MultiDex.cpp 就是把so需要的相关源文件列出来
jni编程
剩下的内容和Android都没特别关系了,都是java jni的知识。对于android中jni的各种限制,可以参考官方文档: http://developer.android.com/intl/zh-cn/training/articles/perf-jni.html
生成native方法的头文件
和普通java的没区别,用javah就可以了,就是需要在classpath中添加android的jar即可。举例:cd native javah -cp ./bin/classes;D:\05programs\Android\android-windows\platforms\android-19\android.jar -d ./jni com.huawei.g3.proxy.NativeApplication
默认生成的方法名是有特殊命名规则的(具体规则请自行查阅资料),如果需要不同名字,可以在JNI_OnLoad中进行动态注册,参考如下:
void load(JNIEnv * env, jclass clz, jobject obj); void run(JNIEnv * env, jclass clz, jobject obj); static JNINativeMethod methods[] = { { "load", "(Landroid/app/Application;)V", (void*) load }, { "run", "(Landroid/app/Application;)V", (void*) run } }; jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) { JNIEnv* env; if (vm->GetEnv(reinterpret_cast<void**>(&env), JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) { return JNI_ERR; } // Register methods with env->RegisterNatives. int len = sizeof(methods) / sizeof(methods[0]); jclass native = env->FindClass("com/huawei/g3/proxy/NativeApplication"); if (env->RegisterNatives(native, methods, len) < 0) { return JNI_ERR; } return JNI_VERSION_1_6; }
调用java对象、方法、属性
当需要和java进行交互的时候,需要通过特定的api进行调用(类似java的反射,比较麻烦),这种方式是绕过java安全检查机制的。首先,需要了解jni中的类型表示法(基本就是java字节码那套表示法),特别注意的是内部类的写法
Type Signature | Java Type | 备注 |
---|---|---|
Z | boolean | |
B | byte | |
C | char | |
S | short | |
I | int | |
J | long | |
F | float | |
D | double | |
L fully-qualified-class ; | fully-qualified-class | Ljava/lang/String; 或内部类Lcom/test/A$B; |
[ type | type[] | [I 或 [Ljava/lang/String; |
( arg-types ) ret-type | method type | ()V 或 (Ljava/lang/String;I)Z |
V | void |
jclass contextClass = env->FindClass("android/content/Context"); jfieldID fieldID = env->GetStaticFieldID(contextClass, "MODE_PRIVATE", "I"); jint mpFv = (jint) env->GetStaticIntField(contextClass, fieldID); jstring _payload_dex = env->NewStringUTF("payload_dex"); jclass appClass = env->FindClass("android/app/Application"); jmethodID methodID = env->GetMethodID(appClass, "getDir", "(Ljava/lang/String;I)Ljava/io/File;"); jobject dex = env->CallObjectMethod(obj, dirMd, _payload_dex, mpFv); //obj是Application对象,传进来的
需要注意的时候,FindClass参数中类名是不以L开头,不以;结束的
上面的代码,其实就完成了下面一句java代码:
File dex = obj.getDir("payload_dex", Context.MODE_PRIVATE);
基本套路都是一样的: 找到类、找到方法或属性、调用方法或调用属性,对应的是jclass、jmethodID、jfieldID几种类型。
详细的方法应该参考jni的官方文档,也很好理解。
* CallStatic<type>Method * Call<type>Method * SetStatic<type>Field * Set<type>Field * GetStatic<type>Field * Get<type>Field
这里主要讲一下注意点:
不带后缀、带V、带A的方法名有什么区别
以CallObjectMethod为例,会存在三个方法: CallObjectMethod, CallObjectMethodV, CallObjectMethodA
这个方法都是返回Object对象(jobject)的,效果是没什么区别的,只在于参数传递机制上存在区别。
类型能不完全匹配么?
像java反射那样,获取方法是可以不指定参数类型的。但是jni的类型是必须完全匹配的,
例如找方法void get(HashMap map)的时候,需要使用”(Ljava/util/HashMap;)V”, 而不能使用”(Ljava/util/Map;)V”。
这种问题在处理api兼容性的时候就特别突出。例如下面的代码:
if (version < 19) { //using hashmap ft1 = "Ljava/util/HashMap;"; ft2 = "java/util/HashMap"; } else { //using arraymap ft1 = "Landroid/util/ArrayMap;"; ft2 = "android/util/ArrayMap"; } jobject mPackages = _getField(env, currentActivityThread, "mPackages", ft1); ... jmethodID methodID = _getMethod(env, ft2, "get", "(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;"); jobject wr = env->CallObjectMethod(mPackages, methodID, (jobject) pk);
在java中就可以不用那么烦躁,获取mPackages对象,强制转换成两个类的共同接口Map即可,省事很多。
关于引用、字符串、异常处理
在jni中主要有LocalRef、GlobalRef两种。正常产生的jobject对象,是属于LocalRef的,它的生命周期在当前线程的当前方法有效,类似于c/c++在栈分配的对象。
官方tips也提到了,即使这个对象本身在本地方法返回之后仍然存在,这个引用也是无效的。而实际上只预留了16个LocalRef空间
所以在使用上需要特别注意:
不要过度分配LocalRef,及时通过DeleteLocalRef方法进行删除。或者通过EnsureLocalCapacity/PushLocalFrame预留更多,不过貌似很少需要。
如果需要在多次调用中保留,应该采用GlobalRef。通过NewGlobalRef/DeleteGlobalRef手动维护引用。
和反射一样,查找类、获取方法、获取属性都是有消耗的,在频繁调用的jni方法中,应该通过GlobalRef预先保留相关对象。
对于stirng类,如果和原生c字符串进行转换操作的时候,需要注意释放内存。
虽然C++本身也有异常处理,但是切记空指针异常不同于java,需要注意可能为NULL的代码。
不像java传参是传值(对象是隐含指针传递),在c++中要注意区分传值、传指针、传引用。
通过GlobalRef优化jni的例子
注意: jint等基本类型、jmethodID、jfieldID都不是jobject,不需要管理引用。static jobject decryptCipher; jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) { ... jobject localDecryptCipher = env->CallStaticObjectMethod(cipher, mid, desbuf); decryptCipher = (jobject) env->NewGlobalRef(localDecryptCipher); env->DeleteLocalRef(localDecryptCipher); } void JNI_OnUnload(JavaVM *vm, void *reserved) { ... if (decryptCipher != NULL) { env->DeleteGlobalRef(decryptCipher); } if (encryptCipher != NULL) { env->DeleteGlobalRef(encryptCipher); } }
操作java字符串、c字符串的例子
const char *c_msg2 = env->GetStringUTFChars(dataDir, NULL); // dateDir是jstring对象 string libPath(c_msg2); env->ReleaseStringUTFChars(dataDir, c_msg2); // 和GetStringChars不同,GetStringUTFChars方法会分配内存并进行拷贝到c字符串,所以需要手动释放 libPath.append("/lib"); LOGI("lib path is %s", libPath.c_str()); jstring libDir = env->NewStringUTF(libPath.c_str()); // 重新转换成jstring
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