一步步教你 ndk /jni 开发,从入门到实践

JNI 开发帮助文档

一. AS环境配置

1. 下载NDK

2.要配置ndk-build 环境变量(下面给出了,cmd方式, 当然也可以 我的电脑 方式添加)

sudo gedit  /etc/profile

增加如下内容

export ANDROID_NDK_ROOT=/home/rentianxin/android-sdk-linux/ndk-bundle
export PATH=$PATH:$ANDROID_NDK_ROOT

3.修改build.gradle 增加配置 目的: 开发C/CPP时 有代码提示

externalNativeBuild {
        ndkBuild {
            path 'src/main/jni/Android.mk'
        }
    }

二. 在AS中使用ndk-build开发JNI示例

说明: Android Studio2.2之前对于JNI开发的支持不是很好，开发一般使用Eclipse+插件编写本地动态库。后面Google官方全面增强了对JNI的支持，包括内置NDK。

1. 新建项目或者 搞一个lib

2. 创建一个类,声明一个native 方法

package com.zhf.ndk;
public class Jni {
    // Hello
    public static native String getHelloFromJNI();
}

3. 生成头文件 目的是自动生成方法名 复制到CPP 文件里

说明:
实际项目最终可以不包含此头文件，不熟悉C的语法的开发人员，借助于该头文件可以知道JNI的相关语法,
首先引入jni.h,里面包含了很多宏定义及调用本地方法的结构体。重点是方法名的格式。
这里的JNIEXPORT和JNICALL都是jni.h中所定义的宏。
JNIEnv表示一个指向JNI环境的指针，可通过它来访问JNI提供的接口方法。
jclass也是jni.h中定义好的，类型是jobject,实际上是一个不确定类型的指针，这里用来接收Java中的this。
实际编写中一般只要遵循Java_包名_类名_方法名就好了。
头文件只是定义了方法，并没有实现，就像一个接口一样。这里就用C写一个简单的无参的JNI方法。

1. cd 到java文件下

使用Terminal窗口 或者直接在目标文件夹下(E:\application\wiki\lib_ndk\src\main\java),使用cmd命令,这里需要你配置了相关的的环境变量

cd E:\application\wiki\lib_ndk\src\main\java>

2. 生成头文件 目的是自动生成方法名 复制到CPP 文件里

E:\application\wiki\lib_ndk\src\main\java> javah com.zhf.ndk.Jni

此时 会在java 文件夹下面生成一个 com_zhf_ndk_Jni.h 的头文件

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_zhf_ndk_Jni */

#ifndef _Included_com_zhf_ndk_Jni
#define _Included_com_zhf_ndk_Jni
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_zhf_ndk_Jni
 * Method:    getHelloFromJNI
 * Signature: ()Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_zhf_ndk_Jni_getHelloFromJNI
  (JNIEnv *, jclass);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

4.编写mk文件实现JNI方法

说明: 先创建一个jni目录，在src的父目录下创建，也可以在其他目录创建，因为最终只需要编译好的动态库。在jni目录下创建Android.mk Application.mk 和jni.cpp(或者jni.c)文件。

4.1. jni.cpp 中的方法名(Java_com_zhf_ndk_Jni_getHelloFromJNI) 是从 jni.h头文件复制过来的,当然也可以自己写,实际编写中一般只要遵循Java_包名_类名_方法名就好了

#include <jni.h>

extern "C"
jstring Java_com_zhf_ndk_Jni_getHelloFromJNI
        (JNIEnv *env, jclass thiz) {
    return (env)->NewStringUTF("Hello Jni");
}

4.2. jni.c 会发现C代码比C++ 有两点区别 第一不需要 extern “C”, 第二 指针的使用,需要星号,并在方法中添加env参数.

#include <jni.h>
jstring Java_com_zhf_ndk_Jni_getHelloFromJNI
        (JNIEnv *env, jclass thiz) {
    return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello Jni");
}

4.3. Android.mk LOCAL_MODULE 该值是指的 生成的SO文件的名称. LOCAL_SRC_FILES 是你创建的 C或者 C++文件名

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := zhf
LOCAL_SRC_FILES := jni.cpp
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

4.4. Application.mk 改文件可以没有. APP_ABI 是指生成几个版本的(cpu架构) os文件(如:arm64-v8a、armeabi-v7a、x86、x86_64). APP_PLATFORM 目标安卓版本

APP_ABI := all
APP_PLATFORM := android-14

5. 使用ndk-build编程生成.so库

切回到jni目录的父目录下，在Terminal中运行ndk-build指令，就可以在和jni目录同级生成一个libs文件夹，里面存放相对应的平台的.so库。同时生成的还有一个中间临时的obj文件夹，和jni文件夹可以一起删除。 打包生成 OS文件 主意: 这里要配置好 ndk-build 环境变量

E:\application\wiki\lib_ndk\src\main> ndk-build

6. 加载.so库并调用方法

在类初始化的时候要加载该.so库，一般会写在静态代码块里。名称就是前面的LOCAL_MODULE。 细心的读者会发现
不仅方法名与前面新建的相同,而且包名和类名也要相同 这是必须的 否则会报错

package com.zhf.ndk;
public class Jni {
    static {
        System.loadLibrary("zhf");
    }
     // Hello
    public static native String getHelloFromJNI();

}

7. 使用

String strFromJNI = Jni.getHelloFromJNI();

三 实践 (案例: 通过ndk 方式校验应用的报名和签名)

1. 再原先基础上添加三个方法

package com.zhf.ndk;
public class Jni {
    // Hello
    public static native String getHelloFromJNI();
    // 返回私密数据
    public static native String getStrFromJNI(Object context);
    //验证包名
    public static native int verificationPackage(Object context);
    //验证签名
    public static native int verificationSign(Object context);
}

2. 生成头文件

E:\application\wiki\lib_ndk\src\main\java> javah com.zhf.ndk.Jni

3. 复制头文件的方法名 ,复制到C或者C++ 文件里

extern "C"
jstring Java_com_zhf_ndk_Jni_getHelloFromJNI
        (JNIEnv *env, jclass thiz) {
    return (env)->NewStringUTF("Hello Jni");
}
extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_zhf_ndk_Jni_verificationPackage
        (JNIEnv *env, jclass thiz, jobject context_object) {
        return 1;
}
extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_zhf_ndk_Jni_verificationSign
        (JNIEnv *env, jclass thiz, jobject context_object) {
        return 1;
}
extern "C"
jstring Java_com_zhf_ndk_Jni_getStrFromJNI
        (JNIEnv *env, jclass thiz, jobject context_object) {
        return (env)->NewStringUTF(ERROR);
}

4. 直接上完整代码 (CPP版)

#include <jni.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <unistd.h>

extern "C"
jstring Java_com_zhf_ndk_Jni_getHelloFromJNI
        (JNIEnv *env, jclass thiz) {
    return (env)->NewStringUTF("Hello Jni");
}
    /**
 * 发布的app 签名,只有和本签名一致的app 才会返回 AUTH_KEY
 * 这个RELEASE_SIGN的值是上一步用java代码获取的值
 */
 
// 报名
const char *RELEASE_SIGN = "30****a04";
// 签名  获取繁殖
const char *RELEASE_PACKAGE = "com.zhf.ndk";

extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_zhf_ndk_Jni_verificationPackage
        (JNIEnv *env, jclass thiz, jobject context_object) {

    jclass context_class = env->GetObjectClass(context_object);

    //context.getPackageManager()
    jmethodID methodId = env->GetMethodID(context_class, "getPackageManager",
                                          "()Landroid/content/pm/PackageManager;");
    jobject package_manager_object = env->CallObjectMethod(context_object, methodId);
    if (package_manager_object == NULL) {
        return 1;
    }

    //context.getPackageName()
    methodId = env->GetMethodID(context_class, "getPackageName", "()Ljava/lang/String;");
    jstring package_name_string = (jstring) env->CallObjectMethod(context_object, methodId);
    if (package_name_string == NULL) {
        return 1;
    }

    const char *c_package = (char *) env->GetStringUTFChars(package_name_string, 0);
    if (strcmp(c_package, RELEASE_PACKAGE) == 0) {
        // 返回true
        return 0;
    } else {
        // 返回false
        return 1;
    }
}

extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_zhf_ndk_Jni_verificationSign
        (JNIEnv *env, jclass thiz, jobject context_object) {

    jclass context_class = env->GetObjectClass(context_object);

    //context.getPackageManager()
    jmethodID methodId = env->GetMethodID(context_class, "getPackageManager",
                                          "()Landroid/content/pm/PackageManager;");
    jobject package_manager_object = env->CallObjectMethod(context_object, methodId);
    if (package_manager_object == NULL) {
        return 1;
    }

    //context.getPackageName()
    methodId = env->GetMethodID(context_class, "getPackageName", "()Ljava/lang/String;");
    jstring package_name_string = (jstring) env->CallObjectMethod(context_object, methodId);
    if (package_name_string == NULL) {
        return 1;
    }

    env->DeleteLocalRef(context_class);

    //PackageManager.getPackageInfo(Sting, int)
    jclass pack_manager_class = env->GetObjectClass(package_manager_object);
    methodId = env->GetMethodID(pack_manager_class, "getPackageInfo",
                                "(Ljava/lang/String;I)Landroid/content/pm/PackageInfo;");
    env->DeleteLocalRef(pack_manager_class);
    jobject package_info_object = env->CallObjectMethod(package_manager_object, methodId,
                                                        package_name_string, 64);
    if (package_info_object == NULL) {
        return 1;
    }

    env->DeleteLocalRef(package_manager_object);

    //PackageInfo.signatures[0]
    jclass package_info_class = env->GetObjectClass(package_info_object);
    jfieldID fieldId = env->GetFieldID(package_info_class, "signatures",
                                       "[Landroid/content/pm/Signature;");
    env->DeleteLocalRef(package_info_class);
    jobjectArray signature_object_array = (jobjectArray) env->GetObjectField(package_info_object,
                                                                             fieldId);
    if (signature_object_array == NULL) {
        return 1;
    }
    jobject signature_object = env->GetObjectArrayElement(signature_object_array, 0);

    env->DeleteLocalRef(package_info_object);

    //Signature.toCharsString()
    jclass signature_class = env->GetObjectClass(signature_object);
    methodId = env->GetMethodID(signature_class, "toCharsString", "()Ljava/lang/String;");
    env->DeleteLocalRef(signature_class);
    jstring signature_string = (jstring) env->CallObjectMethod(signature_object, methodId);
    const char *c_sign = (char *) env->GetStringUTFChars(signature_string, 0);
    //签名一致  返回合法的 api key，否则返回错误
    if (strcmp(c_sign, RELEASE_SIGN) == 0) {
        // 返回true
        return 0;
    } else {
        // false
        return 1;
    }
}

const char *ERROR = "error";
const char *ABC = "我是一个秘密";

extern "C"
jstring Java_com_zhf_ndk_Jni_getStrFromJNI
        (JNIEnv *env, jclass thiz, jobject context_object) {
    if (Java_com_zhf_ndk_Jni_verificationPackage(env, thiz, context_object) == 0 &&
        Java_com_zhf_ndk_Jni_verificationSign(env, thiz, context_object) == 0) {
        // 返回true
        return (env)->NewStringUTF(ABC);
    } else {
        // 返回false
        return (env)->NewStringUTF(ERROR);
    }
}

5. 打包生成 OS文件

E:\application\wiki\lib_ndk\src\main> ndk-build

6. 使用

参考文章:
https://www.jianshu.com/p/95ee410b1229