C++开发支持Android共享库(so)教程

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原创最新推荐文章于 2026-08-23 14:39:54 发布 2k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

C/C++动态加载So编程 dladdr、dlclose、dlerror、dlopen、dlsym等动态链接加载器的编程接口和示例。阅读详情

C++开发支持Android共享库(so)教程

概述：

Android是运行于Linux上的移动系统，Android开发语言是java,Linux开发语言是C/C++。虽然google和java为Android提供了大部份功能库和SDK,但在一些情况下还是需要使用C++开发一些功能供Android调用，扩充Android功能。比如我们需要开发特有的功能库，但这样的库java没有提供；比如我们需要调用Linux系统的API，但java没有提供这样的调用接口等。

通过JNI（Java Native Interfac，中文为JAVA本地调用，通过这个接口可以实现C++，java相互调用）的支持可以开发出支持java调用的C++共享库(so)，通过Android的NDK编译，可以生成支持Android调用的so库。

开发支持Android调用的so库大概需要经过下列三大步：

1) 用C/C++开发出Linux的so库，如果已经熟悉可跳过阅读。

2) 在C/C++代码里加入JNI，支持java通过JNI调用so库，如果已经熟悉可跳过阅读。

3) 通过android的NDK编译，生成支持Android调用的so库。

下面我们通过这三步实现Android调用C/C++开发so库

4) 补充主题

用C/C++开发出Linux的so库。

开发分析：

一个so需要提供允许外面调用的接口和so内部调用外部的调口，因些我们的so库需要向外部提供三个接口：1注册一个外部接口到so，so运行过程中调用；2..外部调用so功能的接口。现在我们把第一个接口定义成外部通过个接口注册一个接口个so内部，第二个接口设计通过外部调用，so内部开始调用第一个接口注册外部函数。

　　逻辑分析：1.定义一个全局的函数指针，第一个接口注册函数把外部函数指针保到这个变量里；2.第二个启动函数开启一个线程，这个线程定时调用全局函数指针。

开发准备:

1、ubuntu14-server，搭建好C/C++开发环境，搭建过程不在本教程讨论范围，搭建过程可参考其它文档。

2、C++ 代码编辑IDE，一个普通的文件编辑器或专业的C++IDE都可。

编写so库的代码如下

新建一个C++文件jni_demo1.cpp　在文件输入下列代码

//本文件演示Android通过JNI调用C++开发so过程

#include <iostream>

#include <pthread.h> //线程库

#include <unistd.h> //usleep函数

using namespace std;

typedef void (*pExternalFunction)(unsigned int iParam);

pExternalFunction g_pExternalFunction = NULL; //实现函数指针，保存外部注册的函数

//外部向so注册一个函数供so内部调用

extern "C" void RegisterExternalFunction(pExternalFunction pExFun)

{

g_pExternalFunction = pExFun; //把回调函数保存起来

}

//线程启动后，定时调用外部注册的函数

void* start_routine(void *pParam)

{

if(NULL == g_pExternalFunction){

cout<<"start_routine pParam is NULL"<<endl;

return (void*)0;

}

unsigned int iParam = (unsigned int)pParam;

for(int i=0; i<2; i++){

g_pExternalFunction(iParam); //调用外部函数，并把参数传入

usleep(10000);

}

return (void*)0;

}

//创建一个线程，通过线程定时调用外部注册的回调数

extern "C" bool Start(unsigned int iParam)

{

pthread_t thread = 0;

pthread_attr_t attr;

void *status = NULL;

if(0 != pthread_create(&thread, NULL,start_routine, (void*)iParam)){

cout<<"pthread_create no"<<endl;

return false;

}

int iResult = pthread_join(thread, &status); //等待线程结束返回

return true;

}

编写makefile把上述代码编译成so库

1) 在jni_demo1.cpp同目录下新建一个文件makefile，这个主文件没有扩展名，输入下面代码。

jni_demo1.so:jni_demo1.o

g++ -shared -fpic -o jni_demo1.so jni_demo1.o -pthread

jni_demo1.o:jni_demo1.cpp

g++ -c jni_demo1.cpp

.PHONY:clean

clean:

rm -rf *.o

rm -rf *.so

2）将这两个文件放到Linux某个目录上，jni_demo1.cpp和makefile在同一目录，进入存放这两个文件的目录，执行make编译，输出如下信息，产生一个so共享库。

jni_demo1.so就是我们的目录文件so共享库文件

3) 编写一个测试文件，测试so文件是否正常工作。在同级目录下新建一个tmain1.cpp文件，输入下面代码

//演示怎样调用so接口

#include <iostream>

#include <dlfcn.h>

#include <unistd.h> //usleep函数

using namespace std;

typedef void (*pExternalFunction)(unsigned int iParam);

//定义so的函数原型

typedef void (*pRegisterExternalFunction)(pExternalFunction pExFun);

typedef bool (*pStart)(unsigned int iParam);

//注册到so内部，高so从内部调用的函数

void ExternalFunction(unsigned int iParam)

{

cout<<"ExternalFunction out iParam="<<iParam<<endl;

}

int main(int argc, char *argv[])

{

void *handle = NULL;

pRegisterExternalFunction RegisterExternalFunction = NULL;

pStart Start = NULL;

//加载so库,相当于Win32的LoadLibrary

handle = dlopen("/home/pengac/jni/jni_demo1.so", RTLD_LAZY); ///home/pengac/jni/jni_demo1.so 共享库存放的绝对地址，根据实现环境设置

if(NULL == handle){

cout<<"dlopen jni_demo1.so failed"<<endl;

cout<<dlerror()<<endl;

return 0;

}

//获取so库里的函数

RegisterExternalFunction = (pRegisterExternalFunction)dlsym(handle,"RegisterExternalFunction");

if(NULL == RegisterExternalFunction){

cout<<"dlsym get RegisterExternalFunction failed"<<endl;

cout<<dlerror()<<endl;

goto out;

}

Start = (pStart)dlsym(handle,"Start");

if(NULL == Start){

cout<<"dlsym get Start failed"<<endl;

cout<<dlerror()<<endl;

goto out;

}

//调用函数so提供的接口

RegisterExternalFunction(ExternalFunction); //注册外部函数到so

if(true == Start(55)){

cout<<"Start return true"<<endl;

}

else

{

cout<<"Start return failed"<<endl;

}

out:

//释放so库，相当于Win32的FreeLibrary

if(0 != dlclose(handle))

{

cout<<"dlclose jni_demo1.so failed"<<endl;

cout<<dlerror()<<endl; //输出失败原因

return 0;

}

return 0;

}

在控制台上执行 g++ tmain1.cpp -ldl　编译，产生可执行文件a.out，总共文件如下图所示

执行./a.out测试so是否正常，输入如下图结果表示so工作正常。

结论：

通过上述步骤已经实现了一个可以正常工作的so库，本so库共暴露出两个接口RegisterExternalFunction和Start。RegisterExternalFunction注册一个部外部方法到so内部，Start在so内部启动一个线程，实现从so内部调用外部方法的示例。通过上述演示，我们清楚地看到了外部怎样调用so方法和so怎么调用外部方法的过程，接下来我们通过往上述so加入JNI支持，实现java调用so方法和so调用java方法示例

在C/C++代码里加入JNI，支持java通过JNI调用so库

前述

1、JNI 是Java Native Interface的缩写，中文译为“Java本地调用”。通常使用JNI技术可以做到以下两点：

（1）Java程序中的函数可以调用Native语言函数，Native函数一般指的是C/C ++编写的函数；

（2）Native程序中的函数可以调用Java层的函数，也就是说在C/C++程序中可以调用Java层函数。

2、当然任何事物都有两面性，JNI也不例外，使用JNI主要缺点有以下两点：

（1）使用JNI技术将导致Java Application不能跨平台。如果要移植到别的平台上，那么Native代码就要重新进行编写；

（2）Java是强类型的语言，而C/C++不是，因此在编写JNI的时候要非常谨慎。

3、Android主要使用java开发，但Android可以通过java的JNI调用C/C++编写的so库，实现Android对C/C++的支持。接下来我们在前面so的基础上加入JNI，以支持java通过JNI调用so的方法。

Java部分

1、搭建java环境、

(1)在控制台输入java，如果电脑上还没有安装，则显示下面信息，让我们选择一个安装

(2)我选择的是default-jre，在控制台`输入sudo apt-get install default-jre，等待一段时间后显示下面，表示安装结束。

(3)执行命令java -version，显示下面所示信息表示安装成功

(4)我们需要javah把java声明的接口生成C++对应的接口，输入javah，如果出下图信息，表示还没安装。

我选择安装openjdk-7-jdk,执行命令 sudo apt-get install openjdk-7-jdk 安装。如果安装过程没有出错，将出现下图所示。

输入javah -version出现下图所示信息，表示安装成功

2、编写java与C++对应的接口代码，在C++文件同级目录下新建一个tjni.java文件，输入下面代码

//本文件演示如何通过JNI实现java与C++互相调用

import java.util.*;

//定义供so调用的java外部函函数

class ExternalFunction

{

public void externalFunction(int iParam)

{

System.out.println("This is so invoke java function iParam=" + iParam);

}

public class tjni

{

//声明与so对应的两个函数,native关键字表示

public native void RegisterExternalFunction(ExternalFunction func);

public native boolean Start(int iParam);

static{

System.loadLibrary("jni_demo2"); //在win32下，加载jni_demo2.dll 在Linux下加载libjni_demo2.so,注意：库文件必须放在任何java.library.path包含的路径中，可用 System.getProperties().list(System.out);打印出来

}

public static void main(String[] args)

{

tjni obj = new tjni();

ExternalFunction Efun = new ExternalFunction();

obj.RegisterExternalFunction(Efun); //注册外部的函数到so

if(true == obj.Start(55)) //调用so的接口函数

{

System.out.println("Start return true");

}

else

{

System.out.println("Start return false");

}

3、编译tjni.java文件。

执行javac tjni.java 命令，如果没有输出任何信息，表示编译成功，这时将产生两个 .class文件：tjni.class；ExternalFunction.class

4、生成对应的C++头文件

a) 执行 javah tjni 命令，如果没误发生，将产生tjni.h文件，文件里声明了两个函数，与tjni.java 的两个navtive函数对应，分别是：

JNIEXPORT void JNICALL Java_tjni_RegisterExternalFunction

(JNIEnv *, jobject, jobject) 与 public native void RegisterExternalFunction(ExternalFunction func) 对应。

JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_tjni_Start

(JNIEnv *, jobject, jint) 与 public native boolean Start(int iParam) 对应。

5、在原来的so的C++代码基础上，加入JNI支持so与java互相调用。

a) 把原来的 jni_demo1.cpp 改成 jni_demo2.cpp，并把代码修改成如下代码

//本文件演示Android通过JNI调用C++开发so过程

#include <iostream>

#include <pthread.h> //线程库

#include <unistd.h> //usleep函数

#include "tjni.h" //java生成的对应C++头文件

using namespace std;

typedef void (*pExternalFunction)(unsigned int iParam);

pExternalFunction g_pExternalFunction = NULL; //实现函数指针，保存外部注册的函数

//定义全局对象，用于so通过JNI调用外部java函数

typedef struct _tagJNIAdapter {

jobject objInterface;

jobject objCallBack;

JavaVM* pVm;

_tagJNIAdapter() {

pVm = NULL;

}

} JNIADA;

JNIADA g_jniAda;

//外部向so注册一个函数供so内部调用

//extern "C" void RegisterExternalFunction(pExternalFunction pExFun) {

// g_pExternalFunction = pExFun; //把回调函数保存起来

//}

//线程启动后，定时调用外部注册的函数

void* start_routine(void *pParam)

{

if (NULL != g_jniAda.pVm) {

unsigned int iParam = (unsigned int)pParam;

JNIEnv *pEnv = NULL;

g_jniAda.pVm->AttachCurrentThread((void**) &pEnv, NULL); //与当前线程关联

jclass jcls = pEnv->GetObjectClass(g_jniAda.objInterface);

if (jcls == NULL) {

g_jniAda.pVm->DetachCurrentThread();

return (void*) 0;

}

jmethodID jmetFunc = pEnv->GetMethodID(jcls, "externalFunction", "(I)V"); //获取外java函数数

if (NULL == jmetFunc) {

g_jniAda.pVm->DetachCurrentThread();

return (void*)0;

}

for (int i = 0; i < 2; i++) {

pEnv->CallIntMethod(g_jniAda.objInterface, jmetFunc, iParam); //通过java 虚拟机调用java外部java函数

}

g_jniAda.pVm->DetachCurrentThread();

}

return (void*) 0;

}

//创建一个线程，通过线程定时调用外部注册的回调数

extern "C" bool Start(unsigned int iParam) {

pthread_t thread = 0;

pthread_attr_t attr;

void *status = NULL;

if (0 != pthread_create(&thread, NULL, start_routine, (void*) iParam)) {

cout << "pthread_create no" << endl;

return false;

}

int iResult = pthread_join(thread, &status); //等待线程结束返回

return true;

}

//实现java实现的头文件

void JNICALL Java_tjni_RegisterExternalFunction

(JNIEnv *pEnv, jobject obj1, jobject obj2) {

cout << "this is Java_tjni_RegisterExternalFunction" << endl;

//把java外部实现的方法实现保存起来，

pEnv->GetJavaVM(&g_jniAda.pVm);

g_jniAda.objCallBack = pEnv->NewGlobalRef(obj1);

g_jniAda.objInterface = pEnv->NewGlobalRef(obj2);

}

jboolean JNICALL Java_tjni_Start

(JNIEnv *, jobject, jint iParam) {

cout << "this is Java_tjni_Start" << endl;

return Start(iParam);

}

b)代码解释：

C++代码包含了头文件#include "tjni.h"，这个头文件由刚刚的javah tjni生成，而tjni.h 里又包含了 #include <jni.h> 头文件，这个头文件是由java安装时自还的，在java 的安装目录下，修改的时间需要链接上这个头文件。

c)关键代码说明：

jmethodID jmetFunc = pEnv->GetMethodID(jcls, "externalFunction", "(I)V");

这句C++代码通过虚拟机调用java外部的函函数，externalFunction是tjni.java文件里定义的public void externalFunction(int iParam)函数。(I)V表示这个函数的类型，可以通过javap来获取函数的定义信息，本教程中，externalFunction函数是定义在ExternalFunction在类中，所以执行 javap -s -p ExternalFunction 获取得到下面信息。

6、修改makefile文件

a) makefile修改如下

libjni_demo2.so:jni_demo2.o

g++ -shared -fpic -o libjni_demo2.so jni_demo2.o -pthread

jni_demo2.o:jni_demo2.cpp

g++ -c jni_demo2.cpp -I /usr/lib/jvm/java-7-openjdk-i386/include -I /usr/lib/jvm/java-7-openjdk-i386/include/linux

.PHONY:clean

clean:

rm -rf *.o

rm -rf *.so

代码解释: 原因翻译时需要加入jni.h头文件的支持，需要加入-I /usr/lib/jvm/java-7-openjdk-i386/include让make编译时可以找到jni.h文件。

7、编译新的so库

a) 执行 make命令重新编译so库，出现下面信息表示编译成功，生成新的so库libjni_demo2.so

8、执行java tjni测试java与so的调用。

a)这里如果执行 java tjni，将出现下图所示错误，原因是在 java.library.path目录下找不到libjni_demo2.so文件，在tjni.java中的代码System.loadLibrary("jni_demo2"); 将到java.library.path目录下加载libjni_demo2.so共享库文件。

b)解决办法是将libjni_demo2.so拷贝到java.library.path指向的目录，通过System.getProperties().list(System.out); 代码可以查看java.library.path指向的目录，我的测试环境指向 /usr/lib ，执行 cp libjni_demo2.so /usr/lib命令把so库复到目录。

c)执行java tjni输出如下图所示，表示java与so库互调成功

this is Java_tjni_RegisterExternalFunction

this is Java_tjni_Start

上面这两句是java调用C++，C++打印的信息

This is so invoke java function iParam=55

上面这两句是C++回调java，java打印的信息

结论：

通过上述过程，演示了java与C++ so的相互调用，Win32的调用方式也一样。本节的关键点是。

a) java方面

Java 要与C++ 交互的函数要用 native 声明，表明这个函数将与C++交互，将由C++实现native声明的函数，如本教程的public native void RegisterExternalFunction(ExternalFunction func);与public native boolean Start(int iParam);两个函数。

编译通过后，用javah来生成C++头文件，每一个native都会生成一个C++的函数对应，比如 public native boolean Start(int iParam) 和JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_tjni_Start(JNIEnv *, jobject, jint)对应。

b)C++部分

C++通过实现native对应的函数实现java的调用功能，如本教程JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_tjni_Start(JNIEnv *, jobject, jint)实现了java函数的调用。

c)C++的so和java如何关联。

通过java代码

static{

System.loadLibrary("jni_demo2");

}

在win32下，加载jni_demo2.dll 在Linux下加载libjni_demo2.so,注意：库文件必须放在任何java.library.path包含的路径中，可用 System.getProperties().list(System.out);打印出来

至于so调用java部分，参考本教程代码。

三、通过android的NDK编译，生成支持Android调用的so库

前述

一、虽然android java也是通过JNI调用so库，但与Linux的JNI还有些不同：

a) Linux使用makefile编译，android使用NDK编译，NDK是在makefile的基础上包装了一层，以适应android调用。

b) 代码有细微不同，在代码示例中碰到会讲

二、本节还会讲到怎样在C++代码中加入调试日志信息，在android开发中通过C++输出的代码定位日志。

c)　更多的NDK介绍参考：http://emuch.net/html/201207/4690329.html

准备工作

一、下载NDK

我下载的是win32版本

下载地址：http://dl.google.com/android/ndk/android-ndk-r9-windows-x86.zip

二、搭建并验证NDK环境是否正常。

a) 将下载的文件android-ndk-r9-windows-x86.zip解压到任何目录，本教程解压到E盘根目录。

b)按顺序执行：开始->运行->cmd，进入控制台窗口，进入E:\android-ndk-r9\samples\hello-jni目录，如下图所示：

c) 执行ndk-build命令，将编译NDK自带的demo，如下图所示表示编译环境正常。

使用NDK把C++代码编译成可支持android的so

一、为了其前面两步的区分，把jni_demo2.cpp改成jni_demo3.cpp，进入刚刚测试NDK的目录：E:\android-ndk-r9\samples\hello-jni。目录结果如下图所示。

把我们的C++源文件放jni目录下，并修改Android.mk文件，就可以编译了，原始jni目录如下图所示。Android.mk是makefile文件；hello-jni.c文件是原始的demo文件。

a)我们把自己的jni_demo3.cpp和tjni.h拷贝到这个目录，拷贝后的E:\android-ndk-r9\samples\hello-jni\jni目录如下图所示。

b)修改Android.mk文件。把原来的

LOCAL_MODULE := hello-jni

LOCAL_SRC_FILES := hello-jni.c

改成

LOCAL_MODULE := jni_demo3

LOCAL_SRC_FILES := jni_demo3.cpp

修改后的内容如下

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

#LOCAL_MODULE := hello-jni

#LOCAL_SRC_FILES := hello-jni.c

LOCAL_MODULE := jni_demo3#编译后的so文件名

LOCAL_SRC_FILES := jni_demo3.cpp 　#C++源文件列表。

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

c) 先执行ndk-build clean清楚工程，再执行ndk-build，编译时出现如下图所示错误，这个错误在Linux 的JNI下是没有出现的，这是NDK与makefile代码差别引起，接下来我们对这个错误进行修改。

二、在C++代码加入开关宏。

为解决上面翻译错误，我们在代码里加入一个开宏，用于区分是在普通makefile下编译还是在NDK下编译，通过本小节，知道怎么在NDK编译时传入开关宏。

a) 通过代码分析，定位出是g_jniAda.pVm->AttachCurrentThread((void**) &pEnv, NULL);编译不通过，在NDK这句代码应该改成g_jniAda.pVm->AttachCurrentThread((void**) &pEnv, NULL);。在代码里加入开关宏，在NDK编译时编译NDK的代码，修改后的代码如下。

#ifdef NDK

g_jniAda.pVm->AttachCurrentThread(&pEnv, NULL); // android平台

#else

g_jniAda.pVm->AttachCurrentThread((void**) &pEnv, NULL);

#endif

b) 并修改 Android.mk文件，加入LOCAL_CPPFLAGS += -D NDK，支持编译时加入开关宏。修改后的文件内容如下，注意：必须加在include $(CLEAR_VARS)后面，否则无效

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_CPPFLAGS += -D NDK

#LOCAL_MODULE := hello-jni

#LOCAL_SRC_FILES := hello-jni.c

LOCAL_MODULE := jni_demo3