Android 学习笔记——利用JNI技术在Android中调用、调试C++代码

Android 学习笔记——利用JNI技术在Android中调用、调试C++代码

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在Android中调用C++其实就是在Java中调用C++代码，只是在windows下编译生成DLL，在Android中会生成Linux系统下的.so文件（好吧，其实我基本没用过Linux）。 
没写过JNI的可以看看我之前的博客（Windows下利用Visual Studio开发的过程）： http://cherishlc.iteye.com/admin/blogs/1328136 

以及自动生成工具swig的使用方法（数组的支持不好！其他挺方便）： http://cherishlc.iteye.com/admin/blogs/1689224 

另外推荐一篇非常不错的NDK博文，（配置忽略，主要是各种数据的传递，下代码看看吧） http://vaero.blog.51cto.com/4350852/782787 
扯远了，下面来看看真正在Android中的开发过程。 

1、下载ADT及NDK 

• 下载ADT (Android Developer Tools) Bundle：http://developer.android.com/sdk/index.html
• 下载NDKhttp://developer.android.com/tools/sdk/ndk/index.html

其中ADT中包含了Eclipse及google的开发套件，不用写C++的下载ADT就足够了。 
NDK则是包含了GCC的编译器，以及各个平台（arm，X86，MIPS）的相关头文件，交叉编译的一些平台相关文件等。 

2、在ADT中配置NDK路径 
解压NDK压缩包到任意路径，按下图在ADT中（也即ADT解压后的Eclipse文件下的Eclipse中）设置NDK的路径。 
设置方法如下图所示： 
 

3、创建含有本地代码的Android Project 

该过程分为以下两步： 

• 创建普通的Android Application工程（注意最小支持的API版本要不小于14）
• 加入本地代码支持

具体过程如下图所示： 
创建工程： 
 

加入本地代码支持： 
 

完成情况： 


点击菜单栏Project->Build All命令进行编译。 


注意：如果之前最小支持的API版本要不小于14，将出现编译错误。“Android NDK: WARNING: APP_PLATFORM android-14 is larger than android:minSdkVersion 7 in ./AndroidManifest.xml” 

解决方法如下： 
打开AndroidManifest.xml，切换到源文件视图，将minSdkVersion 改为14以上： 


4、编写Java端代码和C++端代码 
Java端，注意不要继承自Android中的类，否则javah编译头文件时要指定android类路径。 

 package com.lc.testndk2;
 import android.util.Log;
 public class NativeClass {
     //数组a中的每个元素都加上b，返回值为在C++中数据是否为a中数据拷贝得到的（按值拷贝还是传递指针）
     public static native boolean jniArrayAdd(int[] a, int b);
   // 在C++中创建Java中的int数组，其中元素为 数组a中的对应元素乘以b
     public static native int[] jnitArrayMul(int[] a,int b);
     static {
         Log.i("NativeClass","before load library");
         System.loadLibrary("TestNDK2");//注意这里为自己指定的.so文件，无lib前缀，亦无后缀
         Log.i("NativeClass","after load library");
     }
 }

javah推荐两种方法： 

• 使用我写的工具，含本地方法的类多时，一次编译完成：http://cherishlc.iteye.com/blog/1326893
• 在Eclipse中配置外部工具，配置方法参考自（同时也是讲Android中JNI配置方法的博客）：http://www.cnblogs.com/yemeishu/archive/2012/12/24/NDK%E5%BC%80%E5%8F%91.html

在Eclipse中配置javah外部工具方法为： 
 

上图中最长的一行命令如下： 

 -v -classpath "${project_loc}/bin/classes" -d "${project_loc}/jni" ${java_type_name}

配置好之后： 
 
点刚才配置好的javah工具，生成.h文件，然后： 
 


Java端调用JNI方法的代码： 
将MainActivity改为： 

 package com.lc.testndk2;

 import java.util.Arrays;

 import android.app.Activity;
 import android.os.Bundle;
 import android.widget.TextView;

 public class MainActivity extends Activity {

     @Override
     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
         super.onCreate(savedInstanceState);
         TextView  tv = new TextView(this);
         int[] array = new int[] { 1, 2,  3};
         String str = "数组，调用C++前" + Arrays.toString(array);
         boolean isCopyOfArrayInCpp = NativeClass.jniArrayAdd(array,             1);
         str += "\n在C++中为副本？  " + isCopyOfArrayInCpp;
         str += "\n数组，调用C++后：" + Arrays.toString(array);
         tv.setText(str);
         setContentView(tv);
     }
 }

编写C++代码： 
打开刚才系统生成的TestNDK2.cpp，修改成如下样子： 

 #include <jni.h>
 #include "com_lc_testndk2_NativeClass.h"
 #ifdef __cplusplus  //最好有这个，否则被编译器改了函数名字找不到不要怪我
 extern "C" {
 #endif
 /*
  * Class:     com_lc_testndk2_NativeClass
  * Method:    jinArrayAdd
  * Signature: ([II)[I
  */JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_com_lc_testndk2_NativeClass_jniArrayAdd(
         JNIEnv * env, jclass, jintArray array, jint b) {

     jsize size = env->GetArrayLength(array);
 //  jintArray sum=env->NewIntArray(2);

     jboolean isCopy;
     jint* pArray = (jint*) env->GetPrimitiveArrayCritical(array, &isCopy);
     for (int i = 0; i < size; i++)
         pArray[i] += b;
     env->ReleasePrimitiveArrayCritical(array, pArray, JNI_COMMIT);
     //env->ReleasePrimitiveArrayCritical(sum,pSum,JNI_COMMIT);

     return isCopy;
 }

 /*
  * Class:     com_lc_testndk2_NativeClass
  * Method:    jnitArrayMul
  * Signature: ([II)[I
  */JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_lc_testndk2_NativeClass_jnitArrayMul(
         JNIEnv * env, jclass, jintArray array, jint b) {

     jsize size = env->GetArrayLength(array);
     jintArray product = env->NewIntArray(size);
     jint* pArray = (jint*) env->GetPrimitiveArrayCritical(array, 0);
     jint* pProduct=(jint*)env->GetPrimitiveArrayCritical(product,0);
 //  jintArray product = env->NewIntArray(size); //不能在这里创建！！因为上面的方法会使java进入critical region， 在这里创建的话虚拟机直接崩溃
     for (int i = 0; i < size; i++)
         pProduct[i] =pArray[i]* b;
     env->ReleasePrimitiveArrayCritical(array, pArray, JNI_COMMIT);
     env->ReleasePrimitiveArrayCritical(product,pProduct,JNI_COMMIT);
     return product;
 }

 #ifdef __cplusplus
 }
 #endif

5、配置生成的.so文件的目标平台 
Java是跨平台的可是C++生成动态链接文件不是！！！同是Android，底层的CPU架构不同，动态链接文件也不同。。。好吧，这个我不知道原因。。。 
于是乎，还得为不同的CPU创建不同的动态链接库文件，好在一行命令搞定~所有的动态链接一起打包，管他是哪个CPU，统统适用，Happy啊。 
参考自： http://bbs.csdn.net/topics/390158301 
过程如下： 
 
再编译时会发现生成了对应以上四个平台的.so文件~~~ 
 

一切搞定，可以运行了！！！运行结果如下： 
 


6、Java与C++联合调试 
参见： http://blog.csdn.net/wjr2012/article/details/7993722 

注意： 

• C++的调试器有几秒的延迟才能启动好，也就是程序运行了一会儿才可以开始调试，所以要调试的代码一定要是几秒钟后才能调试！！！
• 断点设置在C++中才有效。。。

过程为： 
右键点击工程文件， 在properties -> C/C++ Build中： 

完了设置断点（只能在C++中）就可以启动调试了~~ 



好吧，，，调试怎么不灵光呢。。。再想想刚才的注意事项。。。好吧，早执行完了JNI代码了。。。 
于是乎，修改MainActivity代码如下： 

 package com.lc.testndk2;

 import java.util.Arrays;
 import java.util.Timer;
 import java.util.TimerTask;

 import android.annotation.SuppressLint;
 import android.app.Activity;
 import android.os.Bundle;
 import android.os.Handler;
 import android.os.Message;
 import android.util.Log;
 import android.widget.TextView;

 /**
  * @author LC
  *
  *完整的演示Android通过JNI调用C++代码的工程
  */
 public class MainActivity extends Activity {

     TextView tv = null;
     int count = 0;
     Timer timer;

      @SuppressLint("HandlerLeak")
     class MyHandler extends Handler{
         @Override
         public void handleMessage(Message msg) {
             if (tv != null) {
                 tv.setText(msg.getData().getString("text"));
             }
             super.handleMessage(msg);
         }
     };

     Handler handle=  new MyHandler();


     class refreshTask extends TimerTask {

         @Override
         public void run() {
             try {
                 count++;
                 Log.i("MainActivity", "before call native code,count="
                         + count);
                 int[] array = new int[] { count, -count, 2*count };

                 String str = "第" + count + "次了\n";

                 str += "数组，调用C++前" + Arrays.toString(array);

                 boolean isCopyOfArrayInCpp = NativeClass.jniArrayAdd(array,1);
                 str += "\n在C++中为副本？  " + isCopyOfArrayInCpp;
                 str += "\n数组，调用C++后：" + Arrays.toString(array)+"\n\n";

                 str+="测试在C++中创建数组：\n";
                 str +=  Arrays.toString(array)+"* 2 =";
                 str+=Arrays.toString(NativeClass.jnitArrayMul(array, 2))+"\n\n";

                 Message msg=new Message();
                 Bundle b=new Bundle();
                 b.putString("text", str);
                 msg.setData(b);
                 handle.sendMessage(msg);

                 Log.i("MainActivity", "after call native code");
             } catch (Exception e) {
                 Log.i(MainActivity.class.getSimpleName(), e.toString());
                 e.printStackTrace();
             }

         }
     };


     @Override
     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
         super.onCreate(savedInstanceState);
         tv = new TextView(this);
         tv.setText("我是初始值");
         setContentView(tv);
     }

     @Override
     protected void onPause() {
         Log.i(MainActivity.class.getSimpleName(),"onPuase()");
         timer.cancel();
         timer=null;
         super.onPause();
     }

     @Override
     protected void onResume() {
         Log.i(MainActivity.class.getSimpleName(),"onResume()");
         timer=new Timer();
         timer.scheduleAtFixedRate(new refreshTask(), 0, 1000);
         super.onResume();
     }

 }

运行到断点的结果： 

• TestNDK2.rar (710.1 KB)
• 下载次数: 10