Android Studio下 NDK开发流程

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Android Studio NDK开发规则介绍

NDK环境搭建

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1.在android studio中新建一个测试项目，并进行配置
如果已经安装了ndk可以在项目的根目录右键open Module Settings中看到你配置的ndk路径

如果没有安装过ndk在这个地方会出现安装NDK的提示。
2.配置根目录的build.gradle
根目录build.gradle的配置比较简单，将原有插件即

classpath'com.android.tools.build:gradle:2.2.0-rc2'

换成

classpath'com.android.tools.build:gradle-experimental:0.7.0'

3.配置module(模块)的build.gradle
1)与正常的配置区别1
正常的配置使用的是以下这个插件

apply plugin: 'com.android.application'

而NDK则需要使用以下插件

apply plugin: 'com.android.model.application'

2）与正常配置区别2
需要在最外层添加一个model标签来包裹android标签
而依赖的标签需要在model标签外层
效果如下：

3）与正常配置区别3
观察android标签会发现里面的变量类型和变量名不再像正常以”空格”作为分隔符，而是以”=”作为分割符因此需要将android标签下的

compileSdkVersion 24buildToolsVersion "24.0.2"

改成

compileSdkVersion=24buildToolsVersion="24.0.2"

同理defaultConfig标签下的分割符也需要修改成 “=”同时还要注意到
minSdkVersion变为了minSdkVersion.apiLevel
targetSdkVersion变为了targetSdkVersion.apiLevel
即变成了

defaultConfig {          applicationId="com.wbl.ndktest"          minSdkVersion.apiLevel=15          targetSdkVersion.apiLevel=24          versionCode=1          versionName="1.0"          testInstrumentationRunner= "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"        }

buildType标签由原来的

buildTypes {        release {            minifyEnabled false            proguardFiles.getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'        }}

变为

buildTypes {            release {                minifyEnabled false                proguardFiles.add(file('proguard-rules.txt'));            }            debug {                ndk.debuggable = true  //有这个才会支持调试native 代码,这个放到release里一样能用            }}

4)与正常配置的区别4
在android标签下添加了一个ndk的标签所有关于ndk的配置都可以在此完成,我这里只配置了三个属性：

ndk{    moduleName='wbl-jni' //动态库的名称    toolchain= 'clang' //编译器，据说这个比gcc要快，没有这个写native代码时没有自动补全的功能    CFlags.addAll(['-Wall'])   //对应gcc中的编译选项 CFLAGS,方括号内是一个数组，可以有多个值}

5)与正常配置的区别5
需要在productFlavors标签中添加对各个不同cpu的支持

productFlavors {            create("arm") {                ndk.abiFilters.add("armeabi")            }            create("arm7") {                ndk.abiFilters.add("armeabi-v7a")            }            create("arm8") {                ndk.abiFilters.add("arm64-v8a")            }            create("x86") {                ndk.abiFilters.add("x86")            }            create("x86-64") {                ndk.abiFilters.add("x86_64")            }            create("mips") {                ndk.abiFilters.add("mips")            }            create("mips-64") {                ndk.abiFilters.add("mips64")            }            create("all")        }

然后同步一下gradle编辑完成即可

native方法的使用

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1.在项目的src/mian/下新建文件夹jni并在该文件夹下新建一个.c文件

//添加头文件#include <string.h> #include <jni.h>jstring//本地函数定义需要遵循一定规则可以到//该链接去查看相应规则，这里不作介绍了Java_com_wbl_ndktest_MainActivity_stringFromJNI( JNIEnv* env,                                                          jobject thiz ){//预编译处理#if defined(__arm__)    #if defined(__ARM_ARCH_7A__)    #if defined(__ARM_NEON__)      #if defined(__ARM_PCS_VFP)        #define ABI "armeabi-v7a/NEON (hard-float)"      #else        #define ABI "armeabi-v7a/NEON"      #endif    #else      #if defined(__ARM_PCS_VFP)        #define ABI "armeabi-v7a (hard-float)"      #else        #define ABI "armeabi-v7a"      #endif    #endif  #else   #define ABI "armeabi"  #endif#elif defined(__i386__)#define ABI "x86"#elif defined(__x86_64__)#define ABI "x86_64"#elif defined(__mips64)  /* mips64el-* toolchain defines __mips__ too */#define ABI "mips64"#elif defined(__mips__)#define ABI "mips"#elif defined(__aarch64__)#define ABI "arm64-v8a"#else#define ABI "unknown"#endif    return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI !  Compiled with ABI " ABI ".");}

之后在java层创建一个TextView在setText中调用这个函数stringFromJNI，该函数会告诉你当前使用的是什么平台。
java层的代码如下：

使用本地方法实现计时

简介：之前使用一个简单的例子来描述NDK的使用，接下来通过计时的例子来加深对ndk的使用，这里可能会涉及到java层在native层的回调和native层在java层的回调。

一、java层的实现

java层实现较为简单

1.首先定义三个整形变量 hour,minute,second并进行赋值int hour = 0;int minute = 0;int second = 0;TextView tickView;2.在onCreate()函数中拿到tickView的引用 @Override public void onCreate(Bundle savedInstance){    super.onCreate(savedInstance);    tickView=(TextView)findViewById(R.id.tv); }3.在onResume()函数中调用本地函数startTicks()开始计时 @Override    public void onResume() {        super.onResume();        hour = minute = second = 0;        startTicks();    }4.在onPause()函数中调用本地函数StopTocks()停止计时 @Override public void onPause () {        super.onPause();        StopTicks(); }5.在updateTimer()函数用于处理每秒中的UI更新。@Keepprivate void updateTimer() {        ++second;        if(second >= 60) {            ++minute;            second -= 60;            if(minute >= 60) {                ++hour;                minute -= 60;            }        }        runOnUiThread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                String ticks = "" + MainActivity.this.hour + ":" +                        MainActivity.this.minute + ":" +                        MainActivity.this.second;                MainActivity.this.tickView.setText(ticks);            }        });    }6.加载本地库  static {        System.loadLibrary("wbl-jni");   }7.声明本地函数  public native void startTicks();  public native void StopTicks();

在java层使用这些函数时你会发现有一个函数似乎被架空了，它没有被任何人调用，但却一直被执行。那就是
updateTimer()这个函数
它为什么会被执行呢？，可以从下面的native层找到答案

二、native层的实现

当进程初始化时，会产生一个JavaVM的结构体，这个结构体在一个进程中只存在一个
当java层通过System.loadLibrary加载完JNI动态库后，接着会调用一个JNI_OnLoad函数,在这里可以完成初始化的工作

头文件#include <string.h>#include <jni.h>#include <pthread.h>#include <assert.h>1.调用UpdateTicks实现每秒的计时/* *在java层的UI线程中被调用 * java层通过MainActivity::updateTimer() 在UI线程中展示计时 * java层通过JniHandler::updateStatus(String msg)获取更新的信息 */void*  UpdateTicks(void* context) {    //TickContext *pctx = (TickContext*) context;    //得到tick_context结构体    struct tick_context *pctx=(struct tick_context*)context;    JavaVM *javaVM = pctx->javaVM;    JNIEnv *env;    jint res = (*javaVM)->GetEnv(javaVM, (void**)&env, JNI_VERSION_1_6);    if (res != JNI_OK) {        res = (*javaVM)->AttachCurrentThread(javaVM, &env, NULL);        if (JNI_OK != res) {            return NULL;        }    }    // 得到 mainActivity updateTimer 函数    jmethodID timerId = (*env)->GetMethodID(env, pctx->mainActivityClz,                                            "updateTimer", "()V");    //timeval结构体定义了两个变量，a用来表示秒数，b用来表示微秒 即秒的零头    struct timeval beginTime, curTime, usedTime, leftTime;    const struct timeval kOneSecond = {            (__kernel_time_t)1, //秒数            (__kernel_suseconds_t) 0 //微秒数    };    while(1) {        //获得当前精确时间        //其参数1是保存获取时间结果的结构体，参数2用于保存时区结果        gettimeofday(&beginTime, NULL);        //加上线程同步锁        pthread_mutex_lock(&pctx->lock);        //用于判断是否停止计时        int done = pctx->done;        if (pctx->done) {            pctx->done = 0;        }        pthread_mutex_unlock(&pctx->lock);        if (done) {            break;        }        //timerId是java层的方法updateTimer        (*env)->CallVoidMethod(env, pctx->mainActivityObj, timerId);        gettimeofday(&curTime, NULL);        timersub(&curTime, &beginTime, &usedTime);        timersub(&kOneSecond, &usedTime, &leftTime);        //第一个参数与timeval一样，第二个参数则是精确到纳秒的时间        struct timespec sleepTime;        sleepTime.tv_sec = leftTime.tv_sec;        sleepTime.tv_nsec = leftTime.tv_usec * 1000;        if (sleepTime.tv_sec <= 1) {            nanosleep(&sleepTime, NULL);        }      }    }    (*javaVM)->DetachCurrentThread(javaVM);    return context;}2.startTicks()函数的实现JNIEXPORT void JNICALLJava_com_example_hello_1jnicallback_MainActivity_startTicks(JNIEnv *env, jobject instance) {    //线程ID    pthread_t       threadInfo_;    //线程属性    /*          typedef struct                {                       int detachstate;     线程的分离状态                       int schedpolicy;   线程调度策略                       struct sched_param schedparam;   线程的调度参数                       int inheritsched;    线程的继承性                       int scope;          线程的作用域                       size_t guardsize; 线程栈末尾的警戒缓冲区大小                       int stackaddr_set;                       void * stackaddr;      线程栈的位置                       size_t stacksize;       线程栈的大小                }pthread_attr_t;    */    pthread_attr_t  threadAttr_;    //初始化线程属性    pthread_attr_init(&threadAttr_);    //分离状态启动，可以不用管理线程的结束与资源释放    pthread_attr_setdetachstate(&threadAttr_, PTHREAD_CREATE_DETACHED);    //初始化线程的互斥锁    pthread_mutex_init(&g_ctx.lock, NULL);    //instance就是java层对应class的实例，这里获取到java层的class类    jclass clz = (*env)->GetObjectClass(env, instance);    //引用这个class类    g_ctx.mainActivityClz = (*env)->NewGlobalRef(env, clz);    //引用这个实例    g_ctx.mainActivityObj = (*env)->NewGlobalRef(env, instance);    //创建线程，用于计时，参数分别表示线程ID，线程属性，线程起始地址，传递给起始地址的参数    int result  = pthread_create( &threadInfo_, &threadAttr_, UpdateTicks, &g_ctx);    assert(result == 0);    (void)result;}3.StopTicks()函数的实现JNIEXPORT void JNICALLJava_com_example_hello_1jnicallback_MainActivity_StopTicks(JNIEnv *env, jobject instance) {    //加互斥锁，只允许在同一时间存在一个线程执行，其他线程等待    pthread_mutex_lock(&g_ctx.lock);    g_ctx.done = 1;    //解锁，释放互斥锁，其他线程可以调用被锁资源    pthread_mutex_unlock(&g_ctx.lock);    // 等待计时线程将计时标志位记为1    struct timespec sleepTime;    memset(&sleepTime, 0, sizeof(sleepTime));    sleepTime.tv_nsec = 100000000;    while (g_ctx.done) {        nanosleep(&sleepTime, NULL);    }    // 释放引用的资源    (*env)->DeleteGlobalRef(env, g_ctx.mainActivityClz);    (*env)->DeleteGlobalRef(env, g_ctx.mainActivityObj);    g_ctx.mainActivityObj = NULL;    g_ctx.mainActivityClz = NULL;    //销毁互斥变量    pthread_mutex_destroy(&g_ctx.lock);}4.首先创建结构体tick_contextstruct tick_context{ //另外一种建立结构体的方式    JavaVM  *javaVM; //可以从中获取线程的 JNIEnv* 结构体    jclass   jniHelperClz; //java层class类型的变量    jobject  jniHelperObj; //java层自定义变量    jclass   mainActivityClz;     jobject  mainActivityObj;    pthread_mutex_t  lock; //线程同步锁    int      done; } g_ctx;//5.在JNI_OnLoad()函数中初始化结构体,该结构体用于调用来自java层的函数JNIEXPORT jint JNICALL JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) {    JNIEnv* env;    //将结构体所在内存的每个字节的内容设置为0；    memset(&g_ctx, 0, sizeof(g_ctx));    //为结构体的javaVm赋值    g_ctx.javaVM = vm;    //拿到该线程的JNIEnv*结构体存入env中    if ((*vm)->GetEnv(vm, (void**)&env, JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) {        return JNI_ERR; // JNI version not supported.    }    //初始化计时标志    g_ctx.done = 0;    g_ctx.mainActivityObj = NULL;    return  JNI_VERSION_1_6;}----------