【嗨兴科技】Android 3.0.1 图解配置NDK开发环境以及Hello Word To JNI方法总结

前言：

因为最近项目需要，在做一个图像处理及无线打印的项目，项目中用到了有关OPENCV及对图像处理用到的C/C++算法程序，所以不得不使用JNI来作为技术方案啦（其实如果不是形式所逼，我是非常不愿意使用JNI的，毕竟是JNI的诸多副作用一直让我耿耿于怀），在此过程中确实遇到不少坑洞，笔者觉得有必要填补一下，但愿能为后来者铺平道路；

那么，究竟什么是JNI ? 大家看先看下面这段官方的说明：

JNI是Java Native Interface的缩写，它提供了若干的API实现了Java和其他语言的通信（主要是C&C++）。从Java1.1开始，JNI标准成为java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。

JNI标准至少要保证本地代码能工作在任何Java 虚拟机环境。

官方Android平台架构图:

【嗨兴科技】Android 3.0.1 图解配置NDK开发环境以及Hello Word To JNI方法总结

正如同行人总结所述：Android上层的Application和ApplicationFramework都是使用Java编写，底层包括系统和使用众多的Libraries都是C/C++编写的，所以上层Java要调用底层的C/C++函数库必须通过Java的JNI来实现。

==只有当你必须在同一进程中调用本地代码时，再使用JNI。

那么NDK的好处有哪些？如下：

1、代码的安全性保护。由于apk的java层代码很容易被反编译，而C/C++库反汇难度较大；只用于公司内部核心技术的算法封装；
2、可以方便地使用现存的开源库。大部分现存的开源库都是用C/C++代码编写的；
3、提高程序的执行效率。将要求高性能的应用逻辑使用C开发，从而提高应用程序的执行效率；
4、便于移植。用C/C++写得库可以方便在其他的嵌入式平台上再次使用。

NDK以及所需构建工具介绍：

CMake：外部构建工具，项目中对应着的文件名是：CMakeLists.txt，在工程目录的src\下面，与app model的build.gradle文件和main目录在同层级；

CMake是一个开源的跨平台系列工具，旨在构建，测试和打包软件。

CMake用于使用简单的平台和编译器独立的配置文件来控制软件编译过程，并生成可以在选择的编译环境中使用的本地makefile和工作空间。

CMack工具套件由Kitware创建，以响应对开源项目（如ITK和VTK）的强大的跨平台构建环境的需求。

官方地址:https://cmake.org/ 有兴趣可以简单了解下~

LLDB：Android Studio 上面调试本地代码的工具；

LLDB是下一代高性能调试器。它被构建为一组可重用的组件，可以高度利用较大的LLVM项目中的现有库，例如Clang表达式解析器和LLVM反汇编程序。

在Mac OS X中，LLDB是Xcode中的默认调试器，支持在桌面和iOS设备和模拟器上调试C，Objective-C和C ++。

LLDB项目中的所有代码都可以使用标准的 LLVM许可证（一种开放源代码“BSD风格”）许可证。

LLDB目前将调试信息转换成clang类型，以便它可以利用clang编译器基础架构。这允许LLDB在表达式中支持最新的C，C++，Objective C和Objective C ++语言特性和运行时间，而无需重新实现任何此功能。在编写表达式的函数，拆卸指令和提取指令详细信息等时，还可以利用编译器来处理所有ABI细节。

主要优点包括

C，C ++，Objective C的最新语言支持；
可以声明局部变量和类型的多行表达式；
支持时使用JIT表达式；
当JIT不能使用时，评估表达式中间表示（IR）

官方地址：http://lldb.llvm.org/

下面进入正题，如何配置NKD？（手动下载NDK，或通过Android Studio的Project Structure/SDK Location-->Android NDK Location最下面的Download链接下载）

--（请开启你的Android studio ，我的版本是3.0.1）

【嗨兴科技】Android 3.0.1 图解配置NDK开发环境以及Hello Word To JNI方法总结

下载中截图：

【嗨兴科技】Android 3.0.1 图解配置NDK开发环境以及Hello Word To JNI方法总结

下载完成后，把NDK的目录填进来：

点击OK；

====到此，关于NDK下载安图解完毕~

我们看一下ndk目录各个作用，简单了解下。

docs: 帮助文档
build/tools：linux的批处理文件
platforms：编译c代码需要使用的头文件和类库
prebuilt：预编译使用的二进制可执行文件
sample：jni的使用例子
source：ndk的源码
toolchains：工具链
ndk-build.cmd:编译打包c代码的一个指令，需要配置系统环境变量

下面，我们还要确认配置的构建工具以及调试工具是否OK：

在Android studio工具栏中，点击SDK Manager，确认是否已经选择和下载安装了CMake以及LLDB；

截图：

如果没有安装，请勾选后点击Apply下载安装，安装完成后点击OK关闭该窗口；

配置环境变量部分：

找到安装SDK或NDK的目录（我的SDK都安装在：D:\Developer\android-sdk-windows\ndk-bundle）

所以，环境变量的NDK_HOME：D:\Developer\android-sdk-windows\ndk-bundle

path: .....;%NDK_HOME%;

截图：

====到此，基本配置已完成，但是如何查验NDK是否成功安装了呢？这里我通过windows的CMD命令行来验证：

使用命令：ndk-build

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下面带着大家在自己的项目中配置NDK的DEMO验证下：

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1. 在当前app的src/main目录下新建目录，命名为cpp，再在该cpp目录下新建一个C++ 的测试文件：native-lib.cpp，代码如下：

#include <jni.h>

#include <string>


extern "C"
JNIEXPORT jstring

JNICALL
Java_com_hingin_l1_hiprint_Display_stringFromJNI(
        JNIEnv *env,
        jobject /* this */) {
    std::string hello = "xxx Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());

2. 在cpp下的src\目录下新建一个文件，命名：CMakeLists.txt，内容如下：

# Sets the minimum version of CMake required to build the native library.

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

add_library( # Sets the name of the library.
             native-lib

             # Sets the library as a shared library.
             SHARED

             # Provides a relative path to your source file(s).
             src/main/cpp/native-lib.cpp )

find_library( # Sets the name of the path variable.
              log-lib

              # Specifies the name of the NDK library that
              # you want CMake to locate.
              log )

target_link_libraries( # Specifies the target library.
                       native-lib

                       # Links the target library to the log library
                       # included in the NDK.
                       ${log-lib} )

3. 配置app下的build.gradle文件，

首先：在android标下的defaultConfig字标签新增：

externalNativeBuild {
    cmake {
        cppFlags "-fexceptions"
    }
}

其次：在android标签同级新增：

externalNativeBuild {
    cmake {
        path "CMakeLists.txt"
    }
}

4. 新建Activity和对应的布局文件：

display.xml文件的代码：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<android.support.constraint.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="fill_parent"
    android:layout_height="fill_parent"
    android:orientation="vertical">


    <TextView
        android:id="@+id/DisplayName"
        android:layout_width="374dp"
        android:layout_height="40dp"
        android:layout_marginTop="16dp"
        android:background="@color/colorAccent"
        android:text="NDK 测试调用C程序接口："
        android:textColor="@android:color/background_light"
        android:textSize="30sp"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        android:layout_marginStart="8dp" />

    <Button
        android:id="@+id/btn_c_api"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:background="@color/colorPrimary"
        android:text="调用C接口"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        android:layout_marginEnd="288dp"
        android:layout_marginLeft="16dp"
        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
        android:layout_marginTop="76dp" />

    <TextView
        android:id="@+id/id_c_textview"
        android:layout_width="367dp"
        android:layout_height="134dp"
        android:text="调用C接口成功后返回值："
        android:layout_marginTop="152dp"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
        app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        android:layout_marginStart="8dp"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        android:layout_marginEnd="8dp" />

</android.support.constraint.ConstraintLayout>

Display.java文件的代码：

......

/**
 * Created by Administrator on 2018/2/1.
 */

public class Display extends Activity {

    private Button mButton;

    // Used to load the 'native-lib' library on application startup.
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }

    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.display);
        Intent intent = getIntent();
        Bundle bundle = intent.getExtras();

        mButton = (Button) findViewById(R.id.btn_c_api);
        mButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View view) {
                Toast.makeText(Display.this, "Button btn_c_api is onclicked!", Toast.LENGTH_LONG).show();
                TextView text = (TextView) findViewById(R.id.id_c_textview);
                text.setText("name:" + stringFromJNI());
            }
        });

    }

    /**
     * A native method that is implemented by the 'native-lib' native library,
     * which is packaged with this application.
     */
    public native String stringFromJNI();//注意：这行代码如果是红色的（说明java未能调用到native-lib的包，需要前面静态代码块中的System.loadLibrary("native-lib");编译后才会被调用到），需要编译下程序接口解决该问题；

问题说明：

上面的代码中：如果 public native String stringFromJNI(); 这行代码是红色的（说明java未能调用到native-lib的包，需要前面静态代码块中的System.loadLibrary("native-lib");编译后才会被调用到），需要编译下程序接口解决该问题；

编译按钮如下：

5. 将Display.java配置到AndroidManifest.xml中：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.hingin.l1.hiprint">

    <application android:allowBackup="true" android:icon="@mipmap/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name" android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round"
        android:supportsRtl="true" android:theme="@style/AppTheme">
        <activity android:name=".OpenCVActivity">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
        
        <activity android:name=".Display">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.EDIT" />
                <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
                <data android:mimeType="vnd.cmath.name/vnd.cn.cmath" />
            </intent-filter>
        </activity>

    </application>

</manifest>

最后，给大家附上整体目录结构以及运行成功后的界面截图：

--工程目录：

--测试界面运行成功后的截图：

[email protected]

【嗨兴科技】Android 3.0.1 图解配置NDK开发环境以及Hello Word To JNI方法总结

前言：

NDK以及所需构建工具介绍：

下面，我们还要确认配置的构建工具以及调试工具是否OK：

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