Android NDK开发基础

文章目录

- - cmake语法基础
  - - cmake添加日志：
    - cmake增加宏
    - 字符串比较
    - cmake在build.gradle中传递编译参数到cmake
  - 通过javah生成native对应的c++头文件
  - jni和java之间字符串的相互操作
  - JavaVM和JNIEnv
  - 字符串的编码
  - native方法静态注册和动态注册
  - - 静态注册
    - 动态注册
  - extern c
  - C++中STATIC和SHARE库类型的区别
  - c++控制so导出的函数符号的可见性
  - jni处理异常
  - NDK工具使用：

根据日常学习持续更新中

cmake语法基础

cmake添加日志：

message([] “message text” …)

Record the specified message text in the log. If more than one message string is given, they are concatenated into a single message with no separator between the strings.

mode参数可以有不同的选项，一般不会选择ERROR级别，ERROR会停止cmake运行

WARNING: CMake Warning, continue processing.
还有其他很多mode可以参考下面的cmake_message

如果要在日志中打印变量的值的话可以使用${}在引号中包裹变量

message(CHECK_FAIL “missing components: ${variable}”)

参考：cmake_message

cmake增加宏

add_definitions(-DDEBUG) 是定义宏-D后面是宏的名称，在c++代码中我们可以使用ifdef DEBUG 来使用我们的编译参数

字符串比较

if ("${variable}" STREQUAL "true"){
}else{
}

获取编译参数重传递到cmake的值，然后比较字符串然后进行判断

cmake在build.gradle中传递编译参数到cmake

 //cmake 的参数配置入口
         externalNativeBuild {
            cmake {
                  // 指定一些编译选项
                cppFlags "-std=c++11 -frtti -fexceptions"
                //如何向变量传递参数,对应的格式如下(arguments "-D变量名=参数")
                arguments '-DANDROID_PLATFORM=android-24', '-DANDROID_STL=c++_static', '-DANDROID_STL=c++_shared'
               // 也可以使用下面这种语法向每个变量传递多个参数(参数之间使用空格隔开),格式如下
               // arguments "-D变量名=参数1 参数2"
                arguments  "-DANDROID_CPP_FEATURES=rtti exceptions"

            }
        }

参考：
https://blog.csdn.net/ljx1400052550/article/details/117280541

通过javah生成native对应的c++头文件

在方法参数前添加native关键字
例如：

    public native String get();

javah 输入命令的目录需要是包名的根目录，也就是需要包含包名
终端路径：/Users/lxd/code/Android/lxdAndroidStart/app/src/main/java
命令：javah com.example.androidstart.JniTest

jni和java之间字符串的相互操作

    const char *str = env->GetStringUTFChars(jstr, JNI_FALSE);
    int len = env->GetStringUTFLength(jstr);
    printf("from java str=%s, len=%d", str, len);
    env->ReleaseStringUTFChars(jstr, str);

在这里插入图片描述

    const char *str = "hello, world";
    return env->NewStringUTF(str);

在这里插入图片描述
方法签名生成：
javap
-s 输出内部类型签名
传入-s后面的参数需要是classes，可以通过javac获取
javac 编译java文件生成class文件/或者可以去项目编译中的中间产物中去寻找class文件
c++ lambda
Lambda表达式完整的声明格式如下：

[capture list] (params list) mutable exception-> return type { function body }

capture list：捕获外部变量列表
params list：形参列表
mutable指示符：用来说用是否可以修改捕获的变量
exception：异常设定
return type：返回类型
function body：函数体

链接：
https://www.cnblogs.com/DswCnblog/p/5629165.html

JavaVM和JNIEnv

JavaVM
JavaVM再Android中只有一个，JavaVM带有函数表，允许你创建和销毁JavaVM。
JNIEnv
JNIEnv提供了大多数的JNI函数，对于C语言的代码，本地函数都需要接收JNIEnv为第一个参数，而对于C++，JNIEnv不需要作为参数传入
JNIEnv用做线程私有存储，因此，不能在线程间共享JNIEnv变量，如果一个代码块没有JNIEnv，可以通过JavaVM去获取
在jni.h的定义中，针对c++和c的不同，有着不同的定义，因此两种语言混用的时候需要注意。
在这里插入图片描述

字符串的编码

java中字符串使用的是UTF-16编码，
JNI中使用 utf-8 表示字符串，UTF-8是变长编码的unicode，一般ascii字符是1字节，中文是3字节；
c/c++使用的是原始数据，ascii就是一个字节了，中文一般是GB2312编码，用两个字节来表示一个汉字。
所以三种类型的字符串如果含有中文的时候需要特殊转换下

native方法静态注册和动态注册

首先我们在java中使用native关键字声明这个方法是native方法，然后使用静态注册或者动态注册，将native方法和c++实现绑定

public native void nativeStaticRegister();

静态注册

生成native方法对应的c++头文件
使用javah生成class文件对应的头文件，-d 第一个参数是输出路径，第二个参数是src目录下的类的全名
在对应的Terminal路径输入命令，我的路径是这个/Users/XXX/code/Android/NativeJni/app/src/main/java

javah -d …/cpp/ com.example.nativejni.CallBackClass

输入了上面的命令后就会在 cpp 目录下生成对应的cpp头文件
直接cpp文件中输入native方法名，as会提示回车后自动补全

或者我们将公共部分提出来，写成一个宏，然后使用宏

#define FFMPEG_FUNC(RETURN_TYPE, FUNC_NAME, ...) \
    JNIEXPORT RETURN_TYPE JNICALL Java_com_example_nativejni_MainActivity_##FUNC_NAME \
    (JNIEnv *env, jclass thiz, ##__VA_ARGS__)

动态注册

动态注册我们在JNI_OnLoad方法中使用RegisterNatives进行注册，将java的native方法和c++进行绑定。
因为绑定的时候需要字节码的方法签名：
获取方法签名的方式

extern c

c++中jni的方法前都有个这个关键字，
不带extern c编译出来的so中的符号

_Z46Java_com_example_nativejni_MainActivity_getvalP7_JNIEnvP8_jobject

带extern c

Java_com_example_nativejni_MainActivity_getval

带extern c编译出来的符号才符合jni命名，extern c让编译器使用c的编译规则编译指定代码
查看so中符号的方法：
在我们的ndk目录下，比如我的路径是

ndk/21.4.7075529/toolchains/aarch64-linux-android-4.9/prebuilt/darwin-x86_64/bin/
aarch64-linux-android-nm

在这个terminal执行 ./aarch64-linux-android-nm so路径
就会展示出so的符号列表（对于debug包apk中解压出来的so自己试了下需要加上-D参数才能显示动态链接符号）

./aarch64-linux-android-nm --help 查看-D参数的含义
-D, --dynamic Display dynamic symbols instead of normal symbols

参考：https://blog.csdn.net/sinat_36817189/article/details/110423243

C++中STATIC和SHARE库类型的区别

STATIC静态库：变异的时候会将程序和静态库进行链接，可执行程序中会包含当前的静态库，多个可执行程序会有多份静态库。
SHARED动态库：动态库的调用和链接是在运行时，可执行程序中并不包含动态库，多个可执行程序共享一份动态库

c++控制so导出的函数符号的可见性

当-fvisibility=hidden时动态库中的函数默认是被隐藏的即 hidden. 除非显示声明为__attribute__((visibility("default"))).
当-fvisibility=default时动态库中的函数默认是可见的.除非显示声明为__attribute__((visibility("hidden")))

jni处理异常

    if (env->ExceptionOccurred()) {
        LOGI("occurred lxd exception");
        env->ExceptionClear();
    }

可以使用
DirectBuffer实现native和c++层的更高效的数据传递，但是堆外内存的创建和销毁比较耗时。

链接：

java JNI官方教程

NDK工具使用：

ndk-stask查看崩溃堆栈

$NDK/ndk-stack -sym $PROJECT_PATH/obj/local/armeabi-v7a -dump foo.txt

上面的foo.txt指的是崩溃的堆栈，可以从崩溃的日志中拷贝出来，要从*** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** ***开始拷贝，要包含这个

 ./ndk-stack --help
usage: ndk-stack.py [-h] -sym SYMBOL_DIR [-i INPUT]

Symbolizes Android crashes.

optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit
  -sym SYMBOL_DIR, --sym SYMBOL_DIR
                        directory containing unstripped .so files
  -i INPUT, -dump INPUT, --dump INPUT
                        input filename

See <https://developer.android.com/ndk/guides/ndk-stack>.

上面的-sym传入的SYMBOL_DIR要求是unstripped，unstripped是啥意思呢

在我们编译so生成的产物下面，cmake的产物没有strip，so会大很多
在这里插入图片描述
striped目录下面会有去处符号的so，体积会小很多

/Users/lxd/Library/Android/sdk/ndk/21.4.7075529/toolchains/aarch64-linux-android-4.9/prebuilt/darwin-x86_64/bin
strip工具目录