Android Studio 4.0.+NDK .so库生成打包

  • 前言

  • 1. 什么是.so库

  • 2. cmake生成.so方案

  • 3. 传统生成.so方案

  • 4. external tools配置

  • 总结

博客创建时间：2020.10.28
博客更新时间：2020.10.29

以Android studio 4.0.2来分析讲解，gradle=6.1.1，如图文和网上其他资料不一致，可能是别的资料版本较低而已

前言

涉及到一些算法或者底层驱动的时候，往往需要使用jni来开发。关于NDK和JNI如果还不了解，请查看我的另一篇博文《Android NDK与JNI的区别有何不同?》进行科普。

本篇博文主要是教学两种.so库的打包，稳文中有详细的图文指导，跟着一步步操作就能学会.so文件的打包，对于NDK开发学习请阅读我的《NDK开发系列》文章。

关于.so文件的生成有两种方式可以提供给大家参考，一种是CMake自动生成法，另一种是传统打包法。

1. 什么是.so库

NDK为了方便使用，提供了一些脚本，使得更容易的编译C/C++代码，这个编译文件为.so文件，它就C/C++库，类似java库.jar文件一样。so是shared object的缩写，见名思义就是共享的对象，机器可以直接运行的二进制代码。大到操作系统，小到一个专用软件，都离不开.so，.so主要存在于Unix和Linux系统中。

在Android开发中它的生成是需要使用JNI将C/C++文件打包成so库的，当然在其他开发软件中，由其他工具将其打包成so库。

.so文件在程序运行时就会加载，所以想使用Java调用.so文件，必有某个Java类运行时load了native库，并通过JNI调用了它的方法。

2. cmake生成.so方案

使用该种方案生成.so文件，需要先创建一个支持Cmake的 C++ Project，如果不会创建项目请阅读我的博文《Android Studio 4.0.+NDK项目开发详细教学》

1. 创建项目
根据Android Studio 引导创建一个native C++ Project

2. 创建native函数
创建一个类，然后写一个native 函数，如：

鼠标悬空报红的getData处，点击Create JNI function。。。

在创建项目时，有自动生成一个native-lib.cpp文件，此时该文件中多了一个JNI getData函数

完善JNI getData函数

3. 测试JNI函数

public class MainActivity extends AppCompatActivity {    static {        System.loadLibrary("native-lib");    }    @Override    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.activity_main);        // Example of a call to a native method        TextView tv = findViewById(R.id.sample_text);        tv.setText(new MyNdkTest().getData());    }}

运行结果可见，JNI函数已被成功调用

4. 获取.so文件
将生成的.apk文件改为.zip文件，然后进行解压缩，就能看到.so文件，默认支持x86_64

5. 生成多类型.so文件
默认生成的是x86_64，如果想支持多种库架构，则可在app module的build.gradle中配置ndk支持。

android {.......    defaultConfig {    ...........        testInstrumentationRunner "androidx.test.runner.AndroidJUnitRunner"        externalNativeBuild {            cmake {                cppFlags ""            }        }        ndk {            // 设置支持的 SO 库构架，注意这里要根据你的实际情况来设置            abiFilters 'armeabi-v7a', 'arm64-v8a', 'x86', 'x86_64'        }    }    externalNativeBuild {        cmake {            path "src/main/cpp/CMakeLists.txt"            version "3.6.0"        }    }}

6 .so文件测试
新建一个普通的Android程序，将库放入程序中运行

  1. 将生成的.so库放入lib文件夹中

  2. 之前生成.so文件函数的类，在调用程序中依然需要相同的包名、文件名及方法名

  3. 可以将库的加载放在java文件中，当程序启动时会自动加载.so类库

7. 小结
在Android Studio自动创建的native C++项目默认支持CMake方式，它支持JNI函数调用的入口在build.gradle中。

CMake的NDKx项目它有自己一套运行流程

  1. Gradle 调用外部构建脚本CMakeLists.txt

  2. CMake 按照构建脚本的命令将 C++ 源文件 native-lib.cpp 编译到共享的对象库中，并命名为 libnative-lib.so ，Gradle 随后会将其打包到APK中

  3. 运行时，应用的MainActivity 会使用System.loadLibrary()加载原生库。应用就是可以使用库的原生函数getData()。

OK，自动生成.so库的方法就讲到这了，Android Studio帮我们自动化做了很多东西，所以so easy。 下面讲讲传统的.so库生成方案。

3. 传统生成.so方案

使用该种方案生成.so文件一定要先配置好NDK，如果不清楚如何配置NDK，请阅读一篇关于配置NDK的博文《Android Studio 4.0.+NDK项目开发详细教学》。其打包.so文件的基本流程如下所述

1. 在Java类中声明一个本地方法

public class NDKTest {    private native  int  count();}

2. 执行指令javah获得C声明的.h文件
在terminal中cd 到\app\src\main\java目录下执行如下指令：
terminal可能出现不能用，则使用cmd命令行

javah -encoding utf-8 -d ../jni -jni  com.xuanyuan.ndktest.NdKTest//   javah:生成头文件指令//   -encoding utf-8:编码格式 utf-8//   -d ../jni:生成的文件放到与java目录同级的jni文件中，jni文件若不存在会自动创建//  -jni：当前目录下生成.h文件,当前目录是cd进入的目录，这里是\app\src\main\java//  com.xuanyuan.ndktest.NdKTest:包名+类名

指命令后会在…\app\src\main\jni目录下生成一个com_xuanyuan_ndktest_NdKTest.h文件

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */#include <jni.h>/* Header for class com_xuanyuan_ndktest_NdKTest */#ifndef _Included_com_xuanyuan_ndktest_NdKTest#define _Included_com_xuanyuan_ndktest_NdKTest#ifdef __cplusplusextern "C" {#endif/* * Class:     com_xuanyuan_ndktest_NdKTest * Method:    test * Signature: ()Ljava/lang/String; */JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_xuanyuan_ndktest_NdKTest_test  (JNIEnv *, jobject);#ifdef __cplusplus}#endif#endif

另一种方式是使用External tools工具，使用其javah指令，该指令需要我们自行配置，后面会单独讲解。

3. 获得.c文件并实现本地方法
生成的.h文件中函数相当于是一个抽象方法，具体实现需要我们来自定义。此时在jni中重建一个demo.c文件，将com_xuanyuan_ndktest_NdKTest.h中的完全复制过来，将函数完整实现。
自己实现的C++方法要写对，不太熟悉C++的人找C++工程师支援，否则无法制作.so文件

4. 创建Android.mk和Application.mk
在jni目录中创建Android.mk和Application.mk两文件，并配置其参数,两个文件如不编写或编写正常会出现报错。

//Android.mk 参数//设置工作目录，它用于在开发tree中查找源文件。宏my-dir由Build System提供,会返回Android.mk文件所在的目录LOCAL_PATH := $(call my-dir)//CLEAR_VARS变量由Build System提供。指向一个指定的GNU Makefile，由它负责清理LOCAL_xxx类型文件，但不是清理LOCAL_PATH//所有的编译控制文件由同一个GNU Make解析和执行，其变量是全局的。所以清理后才能便面相互影响,这一操作必须有include $(CLEAR_VARS)// LOCAL_MODULE模块必须定义，以表示Android.mk中的每一个模块，名字必须唯一且不包含空格//Build System 会自动添加适当的前缀和后缀。例如，demo，要生成动态库，则生成libdemo.so。但请注意：如果模块名字被定义为libabd，则生成libabc.so。不再添加前缀。LOCAL_MODULE := DEMO// 指定参与模块编译的C/C++源文件名。不必列出头文件，build System 会自动帮我们找出依赖文件。缺省的C++ 源码的扩展名为.cpp。LOCAL_SRC_FILES := demo.c// BUILD_SHARED_LIBRARY是Build System提供的一个变量，指向一个GUN Makefile Script。它负责收集自从上次调用include $(CLEAR_VARS)后的所有LOCAL_xxxxinx。并决定编译什么类型//1. BUILD_STATIC_LIBRARY：编译为静态库//2. BUILD_SHARED_LIBRARY：编译为动态库//3. BUILD_EXECUTABLE：编译为Native C 可执行程序//4. BUILD_PREBUILT：该模块已经预先编译include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)**************************************************#Application.mk 参数// 默认生成支持的多种类型.soAPP_ABI := all//APP_PLATFORM := android-16不配置,打包.so会出错APP_PLATFORM := android-16

如果我们需要进行多个C++文件一起编译或者已有的.so参与编译，这里给出配置示例

# Android.mk// 示例1：单个c++文件参与编译    include $(CLEAR_VARS)    // 编译出来的文件名    LOCAL_MODULE := DEMO    LOCAL_SRC_FILES := demo.c    // 多个c++文件参与编译    include $(CLEAR_VARS)    // 编译出来的文件名    LOCAL_MODULE := DEMO    LOCAL_SRC_FILES :=     test1.cpp       test/ftest2.cpp        test3.c // 示例2：.so文件参与模块编译    include $(CLEAR_VARS)     // 编译出来的文件名    LOCAL_MODULE := DEMO2    LOCAL_SRC_FILES := test/DEMO.so    // 设置可被依赖    include $(PREBUILT_SHARED_LIBRARY)

5. 打包.so库
各种文件准备好后，cd到\app目录下，执行命令 ndk-build即可，我没有用terminal,不知啥原因用不了。
执行命令后会在libs文件夹中生成.so文件，默认支持4种命令库。

同样另一种方式是使用External tools工具，使用其ndk-build指令，该指令需要我们自行配置，后面会单独讲解。

6. 测试.so库
测试.so库生成完毕，正常可用。

4. external tools配置

在上面制作.h文件和.so文件中要在cmd或者terminal中输入javah、ndk-build命令比较麻烦，我们可以在external tools中进行配置，一次配置，终生幸福！

1. javah配置

//javah.exe的地址Program：$JDKPath$\bin\javah//生成.h文件的路径指定在jni文件中，$FileClass$为源.java文件Arguments：-encoding UTF-8 -d ../jni -jni $FileClass$//进行编译成.h文件的源.java文件目录Working directory：$ProjectFileDir$\app\src\main\java

2. ndk-build配置

//ndk-build.cmd路径Program：$ModuleSdkPath$/ndk/21.3.6528147/ndk-build.cmd//生成的.so文件存放位置Arguments：NDK_LIBS_OUT=$ProjectFileDir$\app\libs//编译源文件的目录Working directory：$ProjectFileDir$\app\src\main

总结

本篇博文主要讲解了两种.so库打包生成的方式，对于NDK开发的其他知识点学习请继续阅读我的系列文章。

在我们使用.so文件时，一定要记得做好配置，否则会出现无法找到.so库的异常

android {    compileSdkVersion 30    buildToolsVersion "30.0.2"...    sourceSets {        main {            jniLibs.srcDirs = ['libs']        }    }}
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