NDK开发 - JNI开发流程

JNI是Java和C/C++建立连接的桥梁，开发者可以将关键的加密算法通过用C/C++实现以提高被反编译的难度，保护APK的数据安全。又或者通过C/C++获取一些手机数据，以此来绕过类似Xposed这类作弊工具，提高数据的准确性。
源码地址：https://github.com/gnaix92/as-ndk

传送门： NDK开发 - JNI开发流程

在上一篇搭建的环境下，就可以进行NDK的开发。NDK开发主要分为一下几个步骤：

• java层入口代码编写

• java代码编译

• C/C++头文件生成

• C/C++代码编写

• 运行编译SO

java层代码编写

　　新建一个NativeMethod的Class，java层代码主要负责两件事：

Load native library（SO文件）

　　Load操作很简单，其中包名为build.gradle中定义的ndk名，代码如下：

 android.ndk {
        moduleName = "native"  //设置库(so)文件名称
//        CFlags.add("-DCUSTOM_DEFINE")
        ldLibs.addAll(["log", "android", "EGL", "GLESv1_CM"])
//        ldFlags.add("-L/custom/lib/path")
        stl = "stlport_static"
    }

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

定义接口名

　　JNI的接口名以native字符修饰，并且不需要实现。

 package com.example.gnaix.ndk;

/**
 * 名称: NativeMethod
 * 描述:
 *
 * @author xiangqing.xue
 * @date 16/3/10
 */
public class NativeMethod {


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

    /**
     * 基础类型
     * @param i
     * @return
     */
    public static native int getInt(int i);

    /**
     * string
     * @param str
     * @return
     */
    public static native String getString(String str);

    /**
     * array
     * @param data
     * @return
     */
    public static native byte[] getByteArray(Byte[] data);

    /**
     * 调用java对象
     * @param name
     * @param age
     */
    public static native void invokeJobject(String name, int age);

    /**
     * 调用java静态方法
     */
    public static native void invokeStaticFieldAndMethod();

    /**
     * 获取结构体
     * @return
     */
    public static native Person[] getPersons();
}

　　到这里java层的活就干完了。

java代码编译

　　在生成C／C++的头文件前需要把上面写的class编译成.class文件。Android Studio中编译很简单点一下右上角的<img width=40px height=35px src="http://gnaix92.github.io/blog... style="display:inline-block"/>按钮就可以了。生成的class文件在app/build/intermediates/calsses/all/debug/xx.xx.xx/xx.class。

C/C++头文件生成

　　JNI开发对C/C++的头文件有命名的格式要求，所以我们可以使用jdk提供的javah命令生成规定的C/C++头文件。为了方便可以先切换到app/src/main目录下。

cd app/src/main

　　再执行javah命令。（根据实际替换需要生成的class文件）

javah -d jni -classpath ../../build/intermediates/classes/all/debug com.example.gnaix.ndk.NativeMethod

参数说明：

• classpath：类搜索路径

• d：将生成的头文件放到当前的 jni 目录下

• o： 指定生成的头文件名称，默认以类全路径名生成（包名+类名.h）

  　　执行完会发现在main目录下生成了一个jni目录，里面有个com_example_gnaix_ndk_NativeMethod.h的头文件。里面有生成好的头文件。

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

#ifndef _Included_com_example_gnaix_ndk_NativeMethod
#define _Included_com_example_gnaix_ndk_NativeMethod
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_example_gnaix_ndk_NativeMethod
 * Method:    getInt
 * Signature: (I)I
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_gnaix_ndk_NativeMethod_getInt
  (JNIEnv *, jclass, jint);

/*
 * Class:     com_example_gnaix_ndk_NativeMethod
 * Method:    getString
 * Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_gnaix_ndk_NativeMethod_getString
  (JNIEnv *, jclass, jstring);

/*
 * Class:     com_example_gnaix_ndk_NativeMethod
 * Method:    getByteArray
 * Signature: ([Ljava/lang/Byte;)[B
 */
JNIEXPORT jbyteArray JNICALL Java_com_example_gnaix_ndk_NativeMethod_getByteArray
  (JNIEnv *, jclass, jobjectArray);

/*
 * Class:     com_example_gnaix_ndk_NativeMethod
 * Method:    invokeJobject
 * Signature: (Ljava/lang/String;I)V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_gnaix_ndk_NativeMethod_invokeJobject
  (JNIEnv *, jclass, jstring, jint);

/*
 * Class:     com_example_gnaix_ndk_NativeMethod
 * Method:    invokeStaticFieldAndMethod
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_gnaix_ndk_NativeMethod_invokeStaticFieldAndMethod
  (JNIEnv *, jclass);

/*
 * Class:     com_example_gnaix_ndk_NativeMethod
 * Method:    getPersons
 * Signature: ()[Lcom/example/gnaix/ndk/Person;
 */
JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_example_gnaix_ndk_NativeMethod_getPersons
  (JNIEnv *, jclass);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

C/C++代码编写

　　生成头文件后就可以写具体的C++的实现代码，这里只写了一小段实现代码，具体的调用开发细节下一篇再说。 实现了getInt方法，获取了android的serialno，并用log打印出来。

//
// Created by 薛祥清 on 16/3/10.
//

#include "com_example_gnaix_ndk_NativeMethod.h"
#include <android/log.h>
#include <sys/system_properties.h>

using namespace std;

#define ENABLE_DEBUG 1
#if ENABLE_DEBUG
#define TAG "NDK_NATIVE"
#define LOGD(fmt, args...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG,TAG, fmt, ##args)
#define DEBUG_PRINT(format, args...) \
    LOGD(format, ##args)
#else
#define  DEBUG_PRINT(format, args...)
#endif

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_gnaix_ndk_NativeMethod_getInt
        (JNIEnv *env, jclass object, jint num)
{
    int len;
    char buf[1024];
    __system_property_get("ro.serialno", buf);
    LOGD("name : %s", buf);
    return num;
}

运行编译SO

　　经过上面的步骤，已经可以编译了，在NDK开发中除了自己apk需要，更多时候是作为第三方包提供给客户使用。Android Studio也为我们打包好了，可以在module目录下找到。

PS:

• 这里需要注意debug模式编译会产生gdb.steup gdbserver这两个是gdb调试工具，在正式发布必须要用release模式编译。

• 旧版本android-ndk-r9d只能编译armeabi armeabi-v7a mips x86四种cpu架构的，现在大多数手机已经是64位架构了，旧版本已经不能支持所有手机了。所以在android-ndk-r10e中增加了arm64-v8a mips64 x86_64三种架构。

• 目前最新的NDK版本为android-ndk-r11b