JNI系列教程之四——在NDK中使用第三方库

4.在NDK中使用第三方库

4.1 背景

既然使用NDK,一般两个常见的原因,一个就是java代码运行效率低,还有一个就是之前和c相关的类库已经在其它项目中准备好了,这样使用NDK就可以尽可能的复用代码。

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4.2 使用第三方库源码

假设你将第三方库做成动态库,并且你在JNI中还引用了这个动态库,不要企盼着把你的JNI库和这个第三方库放到同一个目录(比如说android项目的libs/armeabi目录)下就万事大吉了,很不幸的告诉你,JNI代码在被运行在android上时不能引用非/system/lib下的动态库。安卓操作系统的系统库文件都是放到/system/lib下的,如果你的JNI代码想引用一些第三方库的功能,就得考虑将第三方库做成静态库,继而打入你生成的jni库中。
再假设你就是第三方库的提供方,你需要将你写的代码提供给你的客户,而且你还想在做完库文件后还有一个测试程序,那么你可以在Android.mk中先编译出来一个静态库,然后再编译一个测试用的JNI动态库。你可能会有疑问,同一个Android.mk可以生成多个文件吗,答案是肯定的。
还是先看一个官方的例子,在NDK路径下,进入目录sample\two-libs,然后打开jni目录中的Android.mk

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)

# first lib, which will be built statically
#
include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := libtwolib-first
LOCAL_SRC_FILES := first.c

include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)

# second lib, which will depend on and include the first one
#
include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := libtwolib-second
LOCAL_SRC_FILES := second.c

LOCAL_STATIC_LIBRARIES := libtwolib-first

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

代码4.2.1 Android.mk
一般情况下,我们都会写include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)来生成JNI库,但是这个项目在编译动态库之前先编译生成了一个静态库,编译静态库的时候同样指定了参数LOCAL_MODULELOCAL_SRC_FILES参数,但是下面编译动态库的时候也指定了这两个参数啊,难道不冲突?当然不冲突,因为我们用了这句话——include $(CLEAR_VARS),调用了它就会把之前所有定义的LOCAL_开头的变量全部清空。配置的前半部分生成了静态库libtwolib-first.a,配置的后半部分注意LOCAL_STATIC_LIBRARIES这个变量,其值正是静态库的LOCAL_MODULE名称。

4.3 使用第三方库文件

我们在4.2中做出来了一个静态库(那个静态库在项目的obj\local\{abi}目录可以得到,abi为具体的cpu类型),本意是给客户提供一个可以调用的库文件,现在假设你就是那个客户,手里拿到了库文件,但是没有源码,该怎么使用来?这就要提到PREBUILD_类型变量,先看例子:

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)

# first lib, which will be built statically
#
include $(CLEAR_VARS)

#$(info $(TARGET_ARCH_ABI))

LOCAL_MODULE := libtwolib-first
LOCAL_SRC_FILES := ../obj/local/$(TARGET_ARCH_ABI)/libtwolib-first.a
include $(PREBUILT_STATIC_LIBRARY)

# second lib, which will depend on and include the first one
#
include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := libtwolib-second
LOCAL_SRC_FILES := second.c

LOCAL_STATIC_LIBRARIES := libtwolib-first

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

代码 4.3.1 Android-static.mk
一般LOCAL_SRC_FILES是要写c/c++文件的,现在却直接写了一个动态库文件,然后引入PREBUILT_STATIC_LIBRARY来使用NDK的预编译功能,告诉编译器这个库文件已经编译好了,可以直接在下面的编译的中引用。我们看到最终在编译twolib-second库中,使用变量LOCAL_STATIC_LIBRARIES来将其引入。 最后运行ndk-build APP_BUILD_SCRIPT=Android-static.mk进行编译,因为我们这里没有使用默认的mk文件名,所以使用参数APP_BUILD_SCRIPT来指定使用的mk文件。

4.4 指定预编译库的头文件路径

一些成熟的开源库提供了对于安卓环境的编译支持,你可以使用ndk-build来生成库文件。然后使用4.3的方法引入预编译库,但是对于这种开源库,我们引入头文件都是采用#include<xxx.h>这种方式,这时候就需要指定一个头文件的搜索路径,这就是LOCAL_EXPORT_C_INCLUDES变量的作用。下面是一个引用openssl的例子:

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := crypto
LOCAL_SRC_FILES := libcrypto.so
LOCAL_EXPORT_C_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/include
include $(PREBUILT_SHARED_LIBRARY)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := libchapter4
#LOCAL_C_INCLUDES := $(SYSROOT)/usr/include
LOCAL_LDLIBS := -L$(SYSROOT)/usr/lib -llog

LOCAL_SRC_FILES := chapter4.c

LOCAL_SHARED_LIBRARIES := crypto
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

TARGET_PLATFORM := android-3

这里在和chapter4.c同级的目录下,须有有个include文件夹,然后在里面放openssl文件夹,当然这个openssl文件夹里就是一堆openssl的头文件。这样我们在代码中就可以这么写了:
#include <openssl/pkcs12.h>
在编译的时候,编译器就会去加载jni目录下的include/openssl/pkcs12.h文件。

其实libcrypto.so在安卓系统的/system/lib就存在了,虽然编译完成之后libcrypto.so会被拷贝到安卓项目的libs目录的armeabi下,但是在APP运行时读取的还是/system/lib下的libcrypto.so。可以把libcrypto.so和openssl文件目录分别拷贝到NDK目录下的platforms\android-3\arch-arm\usr中的libinclude目录,这样不需要写include $(PREBUILT_SHARED_LIBRARY)代码块了。

本文用的代码可以从http://git.oschina.net/yunnysunny/ndk/tree/master/chapter4 获取。
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JNI系列教程三 —— NDK入门

3.1 背景

谈到JNI的使用场景,最常用的就是android NDK的编写了。首先从http://developer.android.com/ndk/downloads/index.html#download 把最新版的NDK下载下来。下载完之后得到一个exe文件,这其实是一个自解压文件,运行后自动解压,解压完成后的文件夹有3GB,所以你的磁盘空间起码得留足5GB左右的剩余空间。 最终我们得到这么一个目录结构:

ndk目录结构
图3.1.1 ndk目录结构
接着需要将ndk所在目录添加到环境变量PATH中,这样在以后运行的时候,只需要输出ndk-buld就可以了。文件夹plantforms存放着编译各个版本的android所需的头文件和动态库,举个例子platforms/android-3/arch-arm文件夹下存放的是android 1.5版本的arm平台的头文件和库文件,从android 2.3开始,开始支持x86mips两个平台,所以在platforms/android-9目录下会有arch-arm arch-mips arch-x86三个文件夹。

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3.2 Android.mk

mk后缀的文件是makefile文件,mk文件一般通过include语法被引入到其它makefile中。在NDK中Android.mk里存储的都是编译相关的配置信息,我们先举一个例子:

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE := chapter3
LOCAL_CFLAGS := -DJNI_ANDROID
LOCAL_LDLIBS := -llog -lm
TARGET_ARCH := arm
TARGET_PLATFORM := android-7
LOCAL_SRC_FILES := chapter3.c 

$(info $(SYSROOT))
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

文件第一行中my-dir是一个函数,通过调用它返回当前路径,CLEAR_VARS变量指向一个mk文件,它会清除所有除了LOCAL_PATH之外的LOCAL_开头的变量,下面是一些列的对于LOCAL_开头的变量的定义:

3.3 简单例子

这个例子就是NDKsamples目录中hello-jni项目,将这个项目随便拷贝到某一个目录,然后删除掉项目中的tests文件夹,这个是一个单元测试,我不知道怎么使用它,所以直接删除掉。然后打开eclipse,选择File->Project...->Android->Android Project From Existing Code,选择刚才拷贝后的路径,点击完成。 在命令行中进入项目的jni文件夹,然后运行ndk-build,你会发现程序生成了好几个so文件夹,放置于项目的libs文件夹中,这是由于在文件Application.mk(位于文件夹jni中)文件中这一句造成的:
APP_ABI := all
ABI这个参数(可以参见百度百科词条ABI)比之前讲到的ARCH要更加细化,可以理解为在同一体系结构下CPU的不同版本,支持的指令集有所差异,android中支持的ABI可以参见谷歌官方ABI解释。最终在模拟器上运行程序成功:

运行hello-jni项目成功
图3.3 运行hello-jni项目成功

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