Android NDK Bionic API篇（三）

Android NDK Bionic API篇

前言

本篇重点学习一下NDK的核心开发库Bionic API库，通过Bionic API我们可以开发各种各样的原生功能，真正发挥原生开发的强大功能。

Bionic基础

Bionic是什么

Bionic是Android平台为了使用C/C++进行原生应用程序开发所有提供的POSIX标准C库。它是Google为Android操作系统提供的BSD标准C库的衍生库。同时Bionic是专门为移动计算而精心设计的，针对移动设备上有限的CPU周期和可用内存进行了裁剪以提高工作效率。

Bionic兼容性怎么样

Bionic尽管是C标准库，但是它不以任何方式与其它C库二进制兼容。也就是说Bionic和其它C库不兼容，无法进行交叉编译和相互引用。

Bionic提供什么功能

Bionic提供了C标准库，类型定义，函数和少数Android特有的特性。

主要功能可以概括如下：

1.    内存管理

2.    文件输入输出

3.    字符串操作

4.    数学函数

5.    日期和时间

6.    进程控制

7.    信号处理

8.    网络套接字

9.    多线程

10.  用户和组

11.  系统配置

12.  命名服务切换

Bionic还缺什么功能

Bionic是专门为移动计算而精心设计的，所以Bionic不会支持所有C标准库函数。也就是说它是C标准库的一个子集。

如图

Bionic内存管理

内存分配方式

静态内存分配

适用于在代码中定义的静态变量和全局变量，静态分配在应用程序启动时自动发生。

自动内存分配

适用于函数参数和函数内的局部变量，自动内存分配在函数调用时和函数内部有效，在函数使用完会自动释放。

动态内存分配

动态分配是在程序运行时进行的，取决于当时的内存环境，如果需要的内存较大，可能会出现分配不成功的情况。

C语言内存管理

C语言不提供对内置动态内存管理的支持，不像C++，可以使用new关键字来动态生成一个对象。C语言必须使用C库提供的函数来使用动态内存。

C语言使用内存管理函数，需要包括stdlib.h头文件

C语言动态分配内存

C语言使用malloc函数来动态分配内存，malloc函数原型如下：

void* malloc(size_tbyte_count);

示例如下：

const char *str2="hello world";
char *str=(char*)malloc(strlen(str2));
strcpy(str,str2);

C语言调整内存大小

C语言使用realloc函数来调整内存大小，realloc函数原型如下：

void* realloc(void* p, size_t byte_count)

示例如下：

const char *str2="hello world";
int len=strlen(str2);
char *str=(char*)malloc(strlen(str2));
strcpy(str,str2);
str=(char*)realloc(str,len+4);
str=(char*)realloc(str,len-4);

C语言动态释放内存

C语言使用free函数来释放用malloc,realloc函数分配的内存，不能使用free函数释放C++通过new关键字分配的内存。

free函数原型如下：

void free(void* p);

示例如下：

const char *str2="hello world";
int len=strlen(str2);
char *str=(char*)malloc(strlen(str2));
strcpy(str,str2);
free(str);

C++语言内存管理

C++提供了对动态内存管理的内置支持，可以通过new和delete关键字来管理动态内存。

在C++中，强烈建议使用new和delete关键字来管理动态内存，因为new关键字会调用C++类的构造函数，delete关键字同样会调用C++类的析构函数。而C语言的内存分配函数则无法实现类似的功能。

C++动态内存分配

std::string *str3=new std::string("hello world");
printf(str3->c_str());

C++释放动态内存

std::string *str3=new std::string("hello world");
printf(str3->c_str());
delete str3;

int *array=new int32_t[10];
for(int i=0;i<10;i++)
{
    array[i]=i;
}
delete[] array;

Bionic I/O

需要引入stdio.h头文件

Bionic提供的I/O函数

fopen	打开文件流
fread	从文件流里面读取数据
fwrite	往文件流里面写入数据
fprintf	把格式化的内容写入文件流
fscanf	从文件流里面读取格式化的内容
fgets	从文件流里面读取一行文本
fputs	把以换行符结尾的文本写入文件流
fgetc	从文件流中读取一个字符
fputc	把一个字符写入到文件流
fseek	移动文件指针
ftell	返回当前文件指针的位置
feof	判断文件指针是否已经到达文件结尾
ferror	判断文件流是否有错误
fflush	把文件流中的数据刷新到文件中
fclose	关闭文件流

一个读取文件的示例：

void readFile(const char * filePath){
    if(filePath==NULL) return;
    FILE *file=fopen(filePath,"r");
    fseek(file,SEEK_END);
    long fileSize=ftell(file);
    fseek(file,SEEK_SET);
    char *data=new char[fileSize];
    fread(data, sizeof(char),fileSize/sizeof(char),file);
    fclose(file);
}

一个写入文件的示例：

void writeFile(const char * filePath){
    if(filePath==NULL) return;
    FILE *file=fopen(filePath,"w");
    const char *data="hello world";
    int len=strlen(data);
    fwrite(data, sizeof(char),len,file);
    fflush(file);
    fclose(file);
}

Bionic与进程交互

Bionic允许原生代码启动并与其它进行交互。原生代码可以执行shell命令，也可以在后台启动一个进程并与之通信。

需要引入stdlib.h头文件

Bionic执行shell命令

用system函数向shell传递命令

int result=system("mkdir /data/data/com.kgdwbb.jnidemo/files/file1");
if(result==-1 || result==127){
    //shell 命令执行失败
}

Bionic与子进程通信

system函数不提供向进程发送和接收命令的通道，我们需要使用popen函数，popen函数的原型如下：

FILE    *popen(const char * cmd, const char * type);

第一个参数是要执行的命令，比如向shell传递”ls”命令

第二个参数是打开通道的方式，比如“r”读取，“w”写入

示例如下：

FILE *file=popen("ls","r");
if(file==NULL) return;
char *line=new char[1024];
while (fgets(line,1024,file)!=NULL){
    //do something
}
fclose(file);

Bionic访问系统配置

通过Bionic提供的API我们可以很方便的访问Android系统属性。

需要引入的头文件是：#include

访问系统属性的函数表

int __system_property_get(const char *name, char *value);	获取系统属性
int __system_property_set(const char *key, const char *value);	改变系统属性
int __system_property_read(const prop_info *pi, char *name, char *value);	读取系统属性
const prop_info *__system_property_find(const char *name);	查找系统属性

 

示例如下：

const char *propName="ro.product.model";
char *value=new char;
__system_property_get(propName,value);

__system_property_set(propName,"newModel");

const prop_info *info= __system_property_find(propName);
char *name=new char;
char *value2=new char;
__system_property_read(info,name,value2);

Bionic API访问用户和组数组

需要引入的头文件是：#include

获取应用程序的用户ID和组ID

getuid函数用来获取用户ID

getgid函数用来获取用户的组ID

示例如下：

uid_t uid=getuid();

gid_t gid=getgid();

获取安装应用程序的用户名

getlogin函数用来获取安装应用程序的用户名

示例如下：

char *userName=getlogin();

结束语

本篇重点介绍了Bionic库相关的基础知识，相信大家学完这一篇，对Bionic库应该有比较深刻的认识。当然还有一些Bionic库的特性没有介绍，后面几篇文章会重点介绍。