關於在Android中使用CMake你所須要瞭解的一切（三）

時間  2019-11-16
標籤 關於 android 使用 cmake 須要 瞭解 一切 欄目 Android 简体版
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本篇文章已受權微信公衆號 guolin_blog （郭霖）獨家發佈

本篇基於上篇構建好的a靜態庫和so動態庫，若本身有a或so那麼能夠直接看本篇了，若沒有那麼建議先去看上篇----如何將現有的cpp代碼集成到項目中java

準備工做

將so動態庫、a靜態庫、以及對應的頭文件，集中到一個文件夾中，本文由於是基於上篇的，那麼這些文件就放在了，以下圖:android

都放在了Project/export文件夾中，且在裏面將so和a分開，分別放在了，libajsoncpp和libsojsoncpp文件夾中，在每一個文件夾中，又有include文件夾來放庫所須要的頭文件，lib中放so以及a庫文件。c++

連接so動態庫

咱們首先來連接咱們較爲熟悉的so動態庫，而後再來連接a靜態庫。git

  1. 準備工做github

    1. 將../app/src/main/cpp文件夾中的jsoncpp文件夾刪除，以防咱們用的不是庫，而是…源碼了(針對按着第二篇 將 源碼拷貝到項目中的同窗)。json

    2. 將 ../app/src/main/cpp文件夾下的CMakeLists.txt內全部內容刪除，以防和本文的CMakeLists.txt中的配置不一樣。微信

    3. 將 ../app/build.gradle 修改以下:架構

      apply plugin: 'com.android.application'

android {
    ...
    defaultConfig {
        ...
        externalNativeBuild {
            cmake {
                arguments '-DANDROID_STL=c++_static'
            }
        }
    }
    buildTypes {
        ...
    }
    sourceSets {
        main {
            // 根據實際狀況具體設置，因爲本項目的lib放在 project/export/libsojsoncpp/lib 中 故如此設置
            jniLibs.srcDirs = ['../export/libsojsoncpp/lib']
        }
    }
    externalNativeBuild {
        cmake {
            path 'src/main/cpp/CMakeLists.txt'
        }
    }
}
...
複製代碼

  2. 寫app/src/main/cpp/CMakeLists.txt文件app

    cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

# 設置變量 找到存放資源的目錄，".."表明上一級目錄
set(export_dir ${CMAKE_SOURCE_DIR}/../../../../export)

# 添加.so動態庫(jsoncpp)
add_library(lib_so_jsoncpp SHARED IMPORTED)

# 連接
set_target_properties(
		# 庫名字
        lib_so_jsoncpp
        # 庫所在的目錄
        PROPERTIES IMPORTED_LOCATION ${export_dir}/libsojsoncpp/lib/${ANDROID_ABI}/libjsoncpp.so)

add_library(
        native_hello
        SHARED
        native_hello.cpp
)

# 連接頭文件
target_include_directories(
        native_hello
        PRIVATE
        # native_hello 須要的頭文件
        ${export_dir}/libsojsoncpp/include
)

# 連接項目中
target_link_libraries(
        native_hello
        android
        log
        # 連接 jsoncpp.so
        lib_so_jsoncpp
)
複製代碼

    嗯，此次看起來配置較多了，可是…，別慌 別慌 問題不大.jpg(自行腦部表情包) 咱們來一條一條的看ide

    1. cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1) 這個就不用解釋了吧，就是設置下CMake的最小版本而已。

    2. set(....) 由於考慮到用到export 文件夾的次數較多，並且都是絕對路徑，因此就來設置一個變量來簡化啦。export_dir 就是變量的名字，${CMAKE_SOURCE_DIR} 是獲取當前CMakeLists.txt 所在的路徑，而後 一路 "../"去找到 咱們存放資源文件的 export 文件夾。

    3. add_library(lib_so_jsoncpp SHARED IMPORTED) 這個見名之意啦，就是添加庫文件，後面的三個參數 "lib_so_jsoncpp" 庫名字；"SHARED" 由於咱們要導入 so 動態庫，因此就是 SHARED 了; "IMPORTED" 而後導入;

    4. set_target_properties 接下來就是這句了，後面的參數較多，較長，就不拷貝到這裏了。咱們在 上句 已經添加庫了，可是…庫是空的呀(注意後面是 imported)，什麼都沒有，只是一個名字 + 類型，因此接下來就得須要它來將名字和真實的庫連接起來，我已經在上面的CMakeLists.txt中寫上註釋了，這裏只說下在前面沒有提到過的"${ANDROID_ABI}"，這是啥？上面的語句將此拼接到了裏面，可是我真實的路徑中沒有這個文件夾呀，去看下../libsojsoncpp/lib/下是啥，以下:

      嗯啦，就是那一堆架構，因此…這個值就表明這些了(默認，所有類型)。

    5. 而後接下來就又是一個add_library 可是這個是帶資源的了。沒啥好說的了.

    6. target_include_directories 咱們有庫了，可是沒有對應的頭文件咋行，因此這句就是連接庫對應的頭文件了。

    7. target_link_libraries 最後將所需的頭文件，連接到項目中就能夠啦！

    最後，Build/Make Module 'app'.

  3. 調用代碼

    1. cpp層的代碼實際上是不用改，直接用咱們上次 拷貝 源碼的方式就行，可是爲了方便直接看本篇的同窗，仍是貼下 native_hello.cpp 內的代碼以下：

      //
// Created by xong on 2018/9/28.
//
#include<jni.h>
#include <string>
#include "json/json.h"
#define XONGFUNC(name)Java_com_xong_andcmake_jni_##name

extern "C" JNIEXPORT
jstring JNICALL
XONGFUNC(NativeFun_outputJsonCode)(JNIEnv *env, jclass thiz,
                                    jstring jname, jstring jage, jstring jsex, jstring jtype)
{
    Json::Value root;
    const char *name = env->GetStringUTFChars(jname, NULL);
    const char *age = env->GetStringUTFChars(jage, NULL);
    const char *sex = env->GetStringUTFChars(jsex, NULL);
    const char *type = env->GetStringUTFChars(jtype, NULL);
    
    root["name"] = name;
    root["age"] = age;
    root["sex"] = sex;
    root["type"] = type;
    
    env->ReleaseStringUTFChars(jname, name);
    env->ReleaseStringUTFChars(jage, age);
    env->ReleaseStringUTFChars(jsex, sex);
    env->ReleaseStringUTFChars(jtype, type);

    return env->NewStringUTF(root.toStyledString().c_str());
}

extern "C" JNIEXPORT
jstring JNICALL
XONGFUNC(NativeFun_parseJsonCode)(JNIEnv *env, jclass thiz,
                                   jstring jjson)
{
    const char *json_str = env->GetStringUTFChars(jjson, NULL);
    std::string out_str;

    Json::CharReaderBuilder b;
    Json::CharReader *reader(b.newCharReader());
    Json::Value root;
    JSONCPP_STRING errs;
    bool ok = reader->parse(json_str, json_str + std::strlen(json_str), &root, &errs);
    if (ok && errs.size() == 0) {
        std::string name = root["name"].asString();
        std::string age = root["age"].asString();
        std::string sex = root["sex"].asString();
        std::string type = root["type"].asString();
        out_str = "name: " + name + "\nage: " + age + "\nsex:" + sex + "\ntype: " + type + "\n";
    }
    env->ReleaseStringUTFChars(jjson, json_str);

    return env->NewStringUTF(out_str.c_str());
}
複製代碼

    2. 對應的Java層代碼以下：

      package com.xong.andcmake.jni;

/** * Create by xong on 2018/9/28 */
public class NativeFun {

    static {
        System.loadLibrary("native_hello");
    }

    public static native String outputJsonCode(String name, String age, String sex, String type);

    public static native String parseJsonCode(String json_str);
}

複製代碼

    3. 調用代碼:

      package com.xong.andcmake;

import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;

import com.xong.andcmake.jni.NativeFun;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        TextView tv_native_content = findViewById(R.id.tv_native_content);
        String outPutJson = NativeFun.outputJsonCode("xong", "21", "man", "so");
        String parseJson = NativeFun.parseJsonCode(outPutJson);
        tv_native_content.setText("生成的Json:\n" + outPutJson + "\n解析:" + parseJson);
    }
}

複製代碼

    4. 結果:

      嗯！集成成功，那麼下面咱們來集成下a靜態庫。

連接a靜態庫

咱們仍是基於上面連接so動態庫的修改。

  1. 首先修改 ../app/build.gradle 文件以下:

    apply plugin: 'com.android.application'

android {
    ...
    defaultConfig {
		...
        externalNativeBuild {
            cmake {
                arguments '-DANDROID_STL=c++_static'
            }
        }
    }
    ...
    // 刪除 或註釋
// sourceSets {
// main {
// jniLibs.srcDirs = ['../export/libsojsoncpp/lib']
// }
// }
    externalNativeBuild {
        cmake {
            path 'src/main/cpp/CMakeLists.txt'
        }
    }
}

複製代碼

    只是將 集成 so時添加的 sourceSets 標籤刪除(或註釋啦！)。

  2. 其次修改 ../app/main/src/cpp/CMakeLists.txt 以下：

    cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

# 設置變量 找到存放資源的目錄，".."表明上一級目錄
set(export_dir ${CMAKE_SOURCE_DIR}/../../../../export)

# 添加.so動態庫(jsoncpp)
# add_library(lib_so_jsoncpp SHARED IMPORTED)
add_library(lib_a_jsoncpp STATIC IMPORTED)

# 連接
#set_target_properties(
# lib_so_jsoncpp
# PROPERTIES IMPORTED_LOCATION ${export_dir}/libsojsoncpp/lib/${ANDROID_ABI}/libjsoncpp.so)

set_target_properties(
        lib_a_jsoncpp
        PROPERTIES IMPORTED_LOCATION ${export_dir}/libajsoncpp/lib/${ANDROID_ABI}/libjsoncpp.a)

add_library(
        native_hello
        SHARED
        native_hello.cpp
)

# 連接頭文件
#target_include_directories(
# native_hello
# PRIVATE
# # native_hello 須要的頭文件
# ${export_dir}/libsojsoncpp/include
#)
target_include_directories(
        native_hello
        PRIVATE
        # native_hello 須要的頭文件
        ${export_dir}/libajsoncpp/include
)

# 連接項目中
target_link_libraries(
        native_hello
        android
        log
        # 連接 jsoncpp.so
# lib_so_jsoncpp
        lib_a_jsoncpp
)
複製代碼

    在上個集成so的配置上修改，如上，修改的地方都一 一 對應好了，基本上和集成so沒區別。

  3. 調用

    Java層不需修改，調用時傳的參數以下：

    package com.xong.andcmake;

import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;

import com.xong.andcmake.jni.NativeFun;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        TextView tv_native_content = findViewById(R.id.tv_native_content);
        String outPutJson = NativeFun.outputJsonCode("xong", "21", "man", "a");
        String parseJson = NativeFun.parseJsonCode(outPutJson);
        tv_native_content.setText("生成的Json:\n" + outPutJson + "\n解析:" + parseJson);
    }
}

複製代碼

  4. 結果:

    能夠看到type變成了 "a"，這樣的話，靜態庫也就算集成成功了。

動態庫和靜態庫的區別

​ 有的人會說了，你這都用的json，並且返回 type 是你傳進去的呀，你就是集成 so 傳 a 那麼就算集成a了？

​ 另外一個咱們怎麼會知道打到apk中的是so動態庫，仍是a靜態庫呢？不是都說了麼，Android中只支持調用so動態庫，不支持a靜態庫的，那麼這…集成a靜態庫這不是扯淡麼？

​ OK，接下來就來解釋這一系列的問題，首先咱們要知道什麼是靜態庫什麼又是動態庫。

​ 參考Linux下的庫

​ 抽取出主要的:

  • 靜態庫

    連接時間： 靜態庫的代碼是在編譯過程當中被載入程序中;

    連接方式： 目標代碼用到庫內什麼函數，就去將該函數相關的數據整合進目標代碼;

    優勢： 是在編譯後的執行程序不在須要外部的函數庫支持;

    缺點： 若是所使用的靜態庫發生更新改變，程序必須從新編譯。

  • 動態庫

    連接時間： 動態庫在編譯的時候並無被編譯進目標代碼，而是在運行時用到該庫中函數時纔去調用；

    連接方式： 動態連接，用到該庫內函數時就去加載該庫；

    優勢： 動態庫的改變並不影響程序，即不須要從新編譯；

    缺點： 由於函數庫並無整合進程序，因此程序的運行環境必須依賴該庫文件。

再精簡一點：

​ 靜態庫是一堆cpp文件，每次都須要編譯才能運行，在本身的代碼中用到哪一個，就從這一堆cpp中取出本身須要的進行編譯；

​ 動態庫是將一堆cpp文件都編譯好了，運行的時候不會對cpp進行從新編譯，當須要到庫中的某個函數時，就會將庫加載進來，不須要時就不用加載，前提，這個庫必須存在。

​ 因此，就能夠回答上述的疑問了，對，沒錯Android的確是只能調用so動態庫，咱們的集成的a靜態庫，用到靜態庫中的函數時，就會去靜態庫中拿對應的元數據，而後將這些數據再打入到打入到咱們的最終要調用的so動態庫中，在上述中就是native_hello.so了。

​ 而後咱們在集成so動態庫時在../app/build.gradle 中加了一個標籤哈，以下：

sourceSets {
        main {
            jniLibs.srcDirs = ['../export/libsojsoncpp/lib']
        }
    }
複製代碼

通過上面的解釋，再來理解這句就不難了，上面已經說過了：

當須要到庫中的某個函數時，就會將庫加載進來，不須要時就不用加載，前提，這個庫必須存在。

因此啦，native_hello.so依賴於jsoncpp.so，即jsoncpp.so必須存在，那麼加這個的意思就是，將jsoncpp.so打入apk中。咱們能夠將上面的集成so動態庫的apk用 jadx 查看一下，以下：

上面的結論沒錯咯，裏面確實有兩個so，一個jsoncpp.so另外一個就是咱們本身的native_hello.so;

那麼咱們再來看一下集成a靜態庫的吧！以下:

這就是區別啦！

結論

so方式，只要你代碼中涉及了，那麼它就要存在，即便你只是調用，後續不使用它，它也存在。

a方式，只須要在編碼過程當中，保持它存在就好，用幾個函數，就從a中取幾個函數。

question

jstring name = "xong";
const char* ccp_name = env->GetStringUTFChars(name, NULL);
env->ReleaseStringUTFChars(name, ccp_name);
複製代碼

現象：
寫JNI時這兩個不陌生吧，不少人都會說，用了GetStringUTFChars 必須 調用 ReleaseStringUTFChars 講資源釋放掉，但 調用完ReleaseStringUTFChars會發現 ccp_name 還能夠訪問，即並無釋放掉資源。

問題：

  1. 只調用GetStringUTFChars不調用ReleaseStringUTFChars會不會形成內存泄漏，從而致使崩潰;
  2. 調用完ReleaseStringUTFChars後是否應該繼續訪問ccp_name;
  3. 應該在什麼場合使用ReleaseStringUTFChars;

歡迎在下方的評論進行探討。

other

​ 原本想將這一篇分紅三篇來寫的，想了又想，Android開發嘛，不必對native很那麼瞭解，因此就壓縮壓縮，壓縮成一篇了。

​ 在這三篇中，咱們發現，寫CMakeLists.txt也不是那麼很麻煩，並且不少都是重複的，都是能夠用腳原本生成的，好比 add_library 中添加的資源文件，固然其餘的也同樣啦，那麼這個 CMakeLists.txt 是否是能夠寫一個小腳本呢？我感受能夠。

​ 另外一個，如何用Camke構建a靜態庫、so動態庫，以及如何集成，在Google的sample中都有的，再貼一下連接:android_ndk , 並且添加的時間也挺長的了，可是，百度到的文章仍是 5年前的，真的是…不知道說啥了，仍是多看些Google Github比較好。哈哈哈哈~

​ 最後，上述三篇文章中涉及的源碼均已上傳到GitHub,連接:UseCmakeBuildLib

END

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