編譯工具 CMake
在Android Studio 2.2 之后铝穷，工具中增加了 CMake 的支持，于是我們有兩種選擇來編譯 c/c++ 代碼源哩。一個是 ndk-build + Android.mk + Application.mk 組合要出，另一個是 CMake + CMakeLists.txt 組合。這2個組合與 Android 代碼和 c/c++ 代碼無關(guān)牲阁，只是不同的構(gòu)建腳本和構(gòu)建命令。
環(huán)境配置
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Hello World
先新建一個項目壤躲，記得要勾選 C++ support城菊，看一下 Android Studio 自動生成的使用了 JNI 的項目是什么樣子的。
可以看到碉克，與普通 Android 項目不同的是凌唬，支持 C++ 的項目在 app 目錄下多了一個 .externalNativeBuild 編譯目錄與 CMakeLists.txt，main 目錄下多了 cpp 目錄漏麦。
CMakeLists 文件
關(guān)于 CMakeLists 文件的作用客税，我的理解是它指定了編譯 c++ 庫時所用到的一些配置况褪，先來看看項目里 CMakeList.txt 文件：
// 去掉注釋
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
add_library(native-lib SHARED src/main/cpp/native-lib.cpp )
find_library(log-lib log)
target_link_libraries(native-lib ${log-lib} )
- cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
允許構(gòu)建的最低版本 - add_library(name path)
生成鏈接庫，SHARED 表示生成動態(tài)庫更耻， STATIC表示生成靜態(tài)庫测垛。并指定了參與編譯的文件路徑 - find_library(log-lib log)
添加在編譯本地文件時依賴的庫（log），并指定別名（log-lib） - target_link_libraries(lib1 lib2 ...)
鏈接庫秧均，這里鏈接了我們自己的庫 native-lib 與 log 庫
默認的 so 庫輸出目錄為 app/build/intermediates/cmake/debug/obj/${abi} 下食侮，可以在 CMakeLists 中指定輸出目錄
#設置生成的so動態(tài)庫最后輸出的路徑
set(CMAKE_LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/main/jniLibs/${ANDROID_ABI})
再來看 cpp 目錄下的 native-lib.cpp 文件：
#include <jni.h>
#include <string>
extern "C"
JNIEXPORT jstring
JNICALL
Java_com_yazhidev_cmakedemo_MainActivity_stringFromJNI(
JNIEnv *env,
jobject /* this */) {
std::string hello = "Hello from C++";
return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}
第一次看到 .cpp 格式的源文件肯定有點摸不著頭腦，Java 與 C++ 是如何通信的呢目胡？答案就是 JNI锯七。
JNI 規(guī)范
JNI (Java Native Interface,Java本地接口)是一種編程框架,使得 Java 虛擬機中的 Java 程序可以調(diào)用本地應用/或庫,也可以被其他程序調(diào)用。
從上面的 native-lib.cpp 文件我們可以一窺 JNI 中 C/C++ 的使用規(guī)范：
#include
C 語音中使用#include <>直接到系統(tǒng)指定的目錄下查找文件誉己，我將其理解為類似 Java 中的導包眉尸。JNI 中首先頭部需要引入<jni.h>，由于使用到了字符串巨双，還導入了<string>噪猾。JNIEXPORT
JNIEXPORT 和 JNICALL 都是 JNI 的關(guān)鍵字，表示此函數(shù)是要被 JNI 調(diào)用的炉峰。jstring
是 JNI 中作為中介使 JAVA 的 String 與 C/C++ 的 String 交互的數(shù)據(jù)類型，JNI的數(shù)據(jù)類型包含兩種脉执，分別是基本類型和引用類型疼阔。jobject
指代調(diào)用該方法的對象。如果 Java 中該 native 方法是靜態(tài)的半夷，則指代該類婆廊，即 XXX.class。JNIEnv
這個env可以看做是 JNI 接口本身的一個對象巫橄，在頭部引入的 jni.h 頭文件中存在著大量被封裝好的函數(shù)淘邻，這些函數(shù)也是 JNI 編程中經(jīng)常被使用到的，要想調(diào)用這些函數(shù)就需要使用JNIEnv這個對象湘换。除了上面使用到的傳遞返回值給 Java宾舅，還有獲取類的 class 類型：evn->GetObjectClass()，改變 Java 中對象的某個變量的值evn-> SetIntField(...)等方法彩倚。命名方式
Java_com_yazhidev_cmakedemo_MainActivity_stringFromJNI()筹我，JNI 中對命名有規(guī)定，命名規(guī)范為：Java_包名_class_函數(shù)名帆离，包名中的.也要改為_蔬蕊，對應的，在 Java 中引用 Native 函數(shù)也需要聲明關(guān)鍵字 native哥谷。std::string岸夯、NewStringUTF
這是 C++ 中字符串的一些寫法麻献，需要用時去翻一下語法，不多延伸猜扮。
以上只提到了項目里使用到的一些規(guī)范和注意點勉吻。下面通過寫個 demo 實際操作一下。
實戰(zhàn)
通過 JNI 對圖片做變色處理破镰。
jnigraphics 庫
這里要使用到 NDK 里提供的 jnigraphics 庫餐曼，該庫
提供了基于 C/C++ 的接口，可以訪問 Android 中的 Bitmap 的像素緩沖區(qū)（bitmap buffers）鲜漩。
頭文件中引入 android/bitmap.h源譬，其典型用法如下（摘至 android/bitmap.h 詳解）：
a) 用 AndroidBitmap_getInfo() 函數(shù)從位圖句柄（從JNI得到）獲得信息（寬度、高度孕似、像素格式）
b) 用 AndroidBitmap_lockPixels() 對像素緩存上鎖踩娘，即獲得該緩存的指針。
c) 用C/C++ 對這個緩沖區(qū)進行讀寫
d) 用 AndroidBitmap_unlockPixels() 解鎖
我們利用該用法對 bitmap 做處理喉祭。
新建 Module
首先新建個 module养渴，并新建類 BitmapUtil：
static {
// 不要忘記加載庫
System.loadLibrary("bitmap-util");
}
public class BitmapUtil {
public static native void processBitmap(Bitmap bitmap;
}
并在 main 目錄下新建 cpp 目錄，新建類 bitmap-util.cpp：
#include <jni.h>
#include <android/bitmap.h>
extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_yazhidev_ndkdemo_BitmapUtil_processBitmap(JNIEnv *env, jobject /* this */, jobject bitmap) {
//構(gòu)造 AndroidBitmapInfo
AndroidBitmapInfo info = {0};
//將 bitmp 的信息填充給 info
AndroidBitmap_getInfo(env, bitmap, &info);
int *buf=NULL;
//對 bitmap 解碼并獲取解碼后的像素保存在內(nèi)存中的地址指針泛烙，賦值給 srcBuf
AndroidBitmap_lockPixels(env, bitmap, (void **) &buf);
//處理像素
int w = info.width;
int h = info.height;
int32_t *srcPixs = (int32_t *) buf;
int alpha = 0xFF << 24;
int i, j;
int color;
int red;
int green;
int blue;
for (i = 0; i < h; i++) {
for (j = 0; j < w; j++) {
// get the color of per pixel
color = srcPixs[w * i + j];
red = ((color & 0x00FF0000) >> 16);
green = ((color & 0x0000FF00) >> 8);
blue = color & 0x000000FF;
color = (red + green + blue) / 3;
color = alpha | (color << 16) | (color << 8) | color;
srcPixs[w * i + j] = color;
}
}
//釋放鎖定理卑，顯示出被修改的像素數(shù)據(jù)
AndroidBitmap_unlockPixels(env, bitmap);
}
module 根目錄下新建 CMakeLists.txt 文件：
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
add_library(bitmap-util SHARED src/main/cpp/bitmap-util.cpp )
# 鏈接 jnigraphics 庫
target_link_libraries(native-lib jnigraphics)
在 module 的 build.gradle 中引用 CMakeLists 文件：
android {
...
externalNativeBuild {
cmake {
path "CMakeLists.txt"
}
}
}
Java 中調(diào)用：
// Kotlin image -> ImageView(android:id="@+id/image")
val drawable = resources.getDrawable(R.mipmap.google) as BitmapDrawable
val bitmap = drawable.bitmap
BitmapUtil.processBitmap(bitmap)
image.setImageBitmap(bitmap)
遇到的問題
java.lang.UnsatisfiedLinkError: No implementation found
extern "C"
擴展
項目中導入 so 庫
在使用 JNI 時有時可能只有編譯好的 so 庫，那么如何在項目中使用 so 庫呢蔽氨？
右鍵 app 目錄藐唠，選擇 new - Folder -JNI Folder，新建一個 JNI 目錄用于存放 so 文件鹉究。
so 庫（CPU）的兼容
使用 CMake 編譯 so 庫時宇立，可通過配置 gradle 文件指定編譯的 so 庫架構(gòu)
android {
defaultConfig {
externalNativeBuild {
cmake {
cppFlags ""
// 生成.so庫的目標平臺
abiFilters "armeabi-v7a", "armeabi", "x86"
}
}
}
}
對于CPU來說，不同的架構(gòu)并不意味著一定互不兼容自赔，根據(jù)目前Android共支持七種不同類型的CPU架構(gòu)妈嘹，其兼容特點可總結(jié)如下：
armeabi設備只兼容armeabi；
armeabi-v7a設備兼容armeabi-v7a绍妨、armeabi润脸；
arm64-v8a設備兼容arm64-v8a、armeabi-v7a他去、armeabi津函；
X86設備兼容X86、armeabi孤页；
X86_64設備兼容X86_64尔苦、X86、armeabi；
mips64設備兼容mips64允坚、mips魂那；
mips只兼容mips；
根據(jù)以上的兼容總結(jié)稠项，我們還可以得到一些規(guī)律：
armeabi的SO文件基本上可以說是萬金油涯雅，它能運行在除了mips和mips64的設備上，但在非armeabi設備上運行性能還是有所損耗展运；
64位的CPU架構(gòu)總能向下兼容其對應的32位指令集活逆，如：x86_64兼容X86露该，arm64-v8a兼容armeabi-v7a舀寓，mips64兼容mips。
更多 so 文件的信息可參考：Android SO文件的兼容和適配
參考
AndroidStudio項目CMakeLists解析
JNI技術(shù)規(guī)范
Android NDK之旅——圖片高斯模糊
Jni接口-深入研究參數(shù)的傳遞（一）
android/bitmap.h 詳解
