Android C++开发

语法

JNI基础:JNI数据类型和类型描述符
JNI方法声明:

当声明的是static方法时,传入Native的是Java类对应的jClass对象,当声明的是非static方法时,传入的是java对象对应的jObject对象
native接口和java回调方法都得同时为static和非static(修正此文: native方法为非static时,也可以回调Java的static方法,就像java的对象也可以调用自身的static方法)

在异步线程获取JNI环境env:

方法1: 使用sigsetjmp
参考 JNI 异常捕获

方法2: 使用jvm->AttachCurrentThread 方法
参考How to obtain JNI interface pointer (JNIEnv *) for asynchronous calls
方法2对应的比较规范的实例代码:

//先在JNI函数中保存jvm
env->GetJavaVM(&jvm);

如果是在Java线程, 直接获取:

JNIEnv* JNI_GetEnv()
{
    JNIEnv* env;
    g_jvm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_6);
    return env;
}

如果是异步线程:

/// if this thread has no jvm attached, we do attach in the do...while code below.
    // then we need to dettach it before this function return
    bool hasDoAttach = false;
    do {
        JNIEnv *env;
        jlongArray durations;
        // check it's all ok
        int getEnvStat = jvm->GetEnv((void **) &env, JNI_VERSION_1_6);
        if (getEnvStat == JNI_EDETACHED) {
            int attachtatus = jvm->AttachCurrentThread(&env, NULL);
            if (attachtatus != 0) {
                LOGE("recofea", "GetEnv Failed to attach")
                break;
            }
            hasDoAttach = true;
        } else if (getEnvStat == JNI_EVERSION) {
            LOGE("recofea", "GetEnv JNI version not supported")
            break;
        }

//或者简化版 
// -------简化版start--------
JNIEnv *env;
bool isAttached = false;
if (jvm->GetEnv(reinterpret_cast<void **>(&env), JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) {
       if (jvm->AttachCurrentThread(&env, NULL) < 0) {
            return;
     }
    isAttached = true;
}
// do sth with env
if (isAttached){
jvm->DetachCurrentThread();
}           
// -------简化版end--------

        //1.获得实例对应的class类
        jclass jcls = env->FindClass("com/abc/sdk/faceverification/ABCFaceVerificationMgr");
        //2.通过class类找到对应的method id
        jmethodID jmid = env->GetMethodID(jcls, "onNativeFloatDataAvailable", "([F)V");
        if (jmid == NULL) {
            LOGE("recofea", "method test ID not found");
            break;
        } else if (env->IsSameObject(jObjectWeak, NULL)) {
            LOGE("recofea", "jObjectWeak is null, probably by gc");
            break;
        } else {
            int size = 1;
            jfloatArray result = env->NewFloatArray(size);
            if (result == NULL) {
                break; /* out of memory error thrown */
            }
            jfloat temp[size];
            fill_n(temp, size, -1);// -1 means no value available
            temp[0] = elasped;
            env->SetFloatArrayRegion(result,0,1,temp);
            env->CallVoidMethod(jObjectWeak, jmid, result);
        }
    } while (false);
    if (hasDoAttach) {
        jvm->DetachCurrentThread();
    }

weak Global Reference等三种引用

JNI修改Native方法数组参数中数组里面的元素值(如果是调用GetIntArrayElements,需要在之后调用ReleaseIntArrayElements来释放数组)

CMake

link_directories, LINK_LIBRARIES, target_link_libraries使用总结
A list of common CMake antipatterns
通过CMake 实现宏定义define
cmake教程5-macro宏定义以及传递参数给源文件
PS: 要在NDK的编译阶段加宏定义, 比如加"ARM64"这个宏定义, 既可以在gradle里加-D开头的cppFlags:

 externalNativeBuild {
            cmake {
                cppFlags "-std=c++11"
                cppFlags += "-DARM64"
                arguments = ['-DANDROID_ARM_NEON=TRUE', '-DANDROID_STL=c++_static']
            }
        }

也可以通过Cmake加cppFlags

set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -DARM64")

或者通过Cmake的add_definitions的方式添加:

add_definitions(-DARM64)

在c++代码里使用宏定义:

#ifdef ARM64
    ```
#endif

CMake----if与option使用小记
配置ConfigFile
equal用法
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -DSHOWLOG")和
add_definitions(-DSHOWLOG)的区别:
add_definitions还可以这样写:
add_definitions(-DSHOWLOG = "showLog")

GLOB的用法example和tip 摘自:
CMAKE AND VISUAL STUDIO
cmake使用教程(十)-关于file
cmake的使用笔记

# Collect sources into the variable MATH_SOURCES without
# having to explicitly list each header and source file.
#
# GLOB 用通配符匹配文件的tip:
# CMake documentation states "We do not recommend using GLOB to collect a
# list of source files from your source tree. If no CMakeLists.txt file
# changes when a source is added or removed then the generated build system
# cannot know when to ask CMake to regenerate". 
#其实CMakeList文件里加个空格就算修改 也会重新编译了
file (GLOB MATH_SOURCES
      "*.h")

# Collect sources into the variable SIMPLE_FUNCTION_SOURCES
file (GLOB SIMPLE_FUNCTION_SOURCES
      "simple/*.h"
      "simple/*.cxx")

# The recommended way to collect sources in variable 
# ADVANCED_FUNCTION_SOURCES by explicitly specifying the source files
set  (ADVANCED_FUNCTION_SOURCES
      "advanced/AdvancedFunctions.h"
      "advanced/AdvancedFunctions.cxx")


#*.cxx      - 匹配所有的cxx结尾的文件
#*.vt?      - 匹配所有的vta,...,vtz等文件
#f[3-5].txt - 匹配f3.txt, f4.txt, f5.txt这三个文件
#GLOB_RECURSE 与GLOB类似,区别在于它会遍历匹配目录的所有文件以及子目录下面的文件
set(CUR ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})
file(GLOB_RECURSE files FOLLOW_SYMLINKS LIST_DIRECTORIES true RELATIVE ${CUR}/.. *)
foreach(file IN LISTS files)
    message(STATUS ${file})
endforeach(file)
link_directories与sourceSets的区别

我们在CMakeLists里设置link_directories是为了能够在编译时找到相应的库.
如果依赖的是.a文件,就会一起打包到最终的so文件里;

如果依赖的是so文件,就不会被打包到最终的so文件里,
也不会被打包到APK.
但是我们需要将依赖的so文件打包到APK里,不然的话运行APP加载C++库时会Crash,
方法就是将依赖的so文件放到Android Studio默认的jniLibs路径下app/src/main/jniLibs/
或者通过sourceSets自定义路径:

sourceSets {
        main {
            jniLibs.srcDir  yourJniLibsPath
         }
 }
cppFlags与CMAKE_CXX_FLAGS
// CMakeLists.txt
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -std=c++11 -fopenmp")

这里的CMAKE_CXX_FLAGS包含了Gradle里设置的cppFlags变量,相当于是叠加的关系,因此,这几个flag写在Gradle的cppFlags或者CMakeLists.txt文件的CMAKE_CXX_FLAGS里都可以

NDK build

ndk-build + Android.mk + Application.mk编译JNI,及JNI HelloWorld篇

调试Tip

Android NDK开发Crash错误定位

打印jobject的class name

用安卓原生API打印log:

include <android/log.h>

__android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, "ThisIsTag", "ok = %d %d", ok, notOk);
__android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, "DecodeCallbackAndroid", "destroy");
__android_log_write(ANDROID_LOG_ERROR, "DecodeCallbackAndroid", "destroy2");

log打印格式
bool值可以用%d打印,例如:

#include <android/log.h>
bool ok = true;
bool notOk = false;
__android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, "ThisIsTag", "ok = %d %d", ok, notOk);
LOGD(TAG, "ok = %d %d", ok, notOk);
// 输出: ok = 1 0

调试libPag项目的时候,发现原来的Print::PrintError代码

void PrintError(const char format[], ...) {
  va_list args;
  va_start(args, format);
  __android_log_vprint(ANDROID_LOG_ERROR, LOG_TAG, format, args);
  va_end(args);
}

无法打印,改成如下的才行

void PrintError(const char format[], ...) {
  va_list args;
    va_start(args, format);
    __android_log_vprint(ANDROID_LOG_ERROR, "ThisIsTag", format, args);
   // __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, "ThisIsTag", format, args);
    va_end(args);
}

异常处理

Android JNI 调用时的异常处理

Android jni/ndk编程五:jni异常处理

Native内存泄露检测

运行时检测使用LeakTracer

静态代码检测使用cppcheck

文件操作

新建文件等文件操作示例

依赖第三方so文件

使用cmake连接第三方so

引入第三方so库

Android开发中libs目录下so文件的正确放置“姿势
android 匹配so文件规则
关于Android的.so文件你所需要知道的
Linux动态库soname的使用

对Native内存的理解

APP程序退出不代表进程退出. 如果进程被杀死, Java和Native的内存都会被释放.但只是程序退出, 依然会在进程中驻留一个空进程(Empty APP), 这个空进程仍然保留static的native变量. 所以要彻底释放内存, 需要保证进程退出了.Application lifecycle is not process lifecycle.
参考:
How to exit a native Android app
Android内存泄漏简介
Android内存管理机制之幽灵杀手——LowMemory Killer

其他tip

编译so 文件时, CMake默认的编译选项在 ndkDir/build/cmake/android.toolchain.cmake' 里设置.

打开文件,在Generic flags下可以发现, 默认的build(即使是Release的build)使用了-g, 也就是使用debug模式(有debug符号信息用于定位代码行号,但会增加库文件的体积), 如果不需要这个,可以在这行前面加#注释掉.

gradle的abiFilters配置有bug,如果APP module和子module的配置不一样的话,会出现C代码更改不生效以及so文件无法打包进APK的bug, 所以需要APP module和子module的abiFilters配置是一样的

使用 Java Native Interface 的最佳实践
英文原版: [转]Best practices for using the Java Native Interface

Android开发实践:Java层与Jni层的数组传递

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