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作者：kaedea
項(xiàng)目：Android-dynamical-loading
Android項(xiàng)目里的SO庫(kù)
正好動(dòng)態(tài)加載系列文章談到了加載SO庫(kù)的地方，我覺(jué)得這里可以順便談?wù)勈褂肧O庫(kù)時(shí)需要注意的一些問(wèn)題。或許這些問(wèn)題對(duì)于經(jīng)常和SO庫(kù)開(kāi)發(fā)打交道的同學(xué)來(lái)說(shuō)已經(jīng)是老生長(zhǎng)談，但是既然要討論一整個(gè)動(dòng)態(tài)加載系列，我想還是有必要說(shuō)說(shuō)使用SO庫(kù)時(shí)的一些問(wèn)題。
在項(xiàng)目里使用SO庫(kù)非常簡(jiǎn)單，在 加載SD卡中的SO庫(kù) 中也有談到，只需要把需要用到的SO庫(kù)拷貝進(jìn) jniLibs(或者Eclipse項(xiàng)目里面的libs) 中，然后在JAVA代碼中調(diào)用 System.loadLibrary(“xxx”) 加載對(duì)應(yīng)的SO庫(kù)，就可以使用JNI語(yǔ)句調(diào)用SO庫(kù)里面的Native方法了。
但是有同學(xué)注意到了，SO庫(kù)文件可以隨便改文件名，卻不能任意修改文件夾路徑，而是“armeabi”、“armeabi-v7a”、“x86”等文件夾名有著嚴(yán)格的要求，這些文件夾名有什么意義么?
SO庫(kù)類型和CPU架構(gòu)類型
原因很簡(jiǎn)單，不同CPU架構(gòu)的設(shè)備需要用不同類型SO庫(kù)(從文件名也可以猜出來(lái)個(gè)大概嘛 ╮(￣▽￣”)╭)。
記得還在學(xué)校的時(shí)候，提及ARM處理器時(shí)，老師說(shuō)以后移動(dòng)設(shè)備的CPU基本就是ARM類型的了。老師不曾欺我，早期的Android系統(tǒng)幾乎只支持ARM的CPU架構(gòu)，不過(guò)現(xiàn)在至少支持以下七種不同的CPU架構(gòu)：ARMv5，ARMv7，x86，MIPS，ARMv8，MIPS64和x86_64。每一種CPU類型都對(duì)應(yīng)一種ABI(Application Binary Interface)，“armeabi-v7a”文件夾前面的“armeabi”指的就是ARM這種類型的ABI，后面的“v7a”指的是ARMv7。這7種CPU類型對(duì)應(yīng)的SO庫(kù)的文件夾名是：armeabi，armeabi-v7a，x86，mips，arm64-v8a，mips64，x86_64。
不同類型的移動(dòng)設(shè)備在運(yùn)行APP時(shí)，需要加載自己支持的類型的SO庫(kù)，不然就GG了。通過(guò) Build.SUPPORTED_ABIS 我們可以判斷當(dāng)前設(shè)備支持的ABI，不過(guò)一般情況下，不需要開(kāi)發(fā)者自己去判斷ABI，Android系統(tǒng)在安裝APK的時(shí)候，不會(huì)安裝APK里面全部的SO庫(kù)文件，而是會(huì)根據(jù)當(dāng)前CPU類型支持的ABI，從APK里面拷貝最合適的SO庫(kù)，并保存在APP的內(nèi)部存儲(chǔ)路徑的 libs 下面。(這里說(shuō)一般情況，是因?yàn)橛欣獾那闆r存在，比如我們動(dòng)態(tài)加載外部的SO庫(kù)的時(shí)候，就需要自己判斷ABI類型了。)
一種CPU架構(gòu) = 一種對(duì)應(yīng)的ABI參數(shù) = 一種對(duì)應(yīng)類型的SO庫(kù)
到這里，我們發(fā)現(xiàn)使用SO庫(kù)的邏輯還是比較簡(jiǎn)單的，但是Android系統(tǒng)加載SO庫(kù)的邏輯還是給我們留下了一些坑。
使用SO庫(kù)時(shí)要注意的一些問(wèn)題
1. 別把SO庫(kù)放錯(cuò)地方
SO庫(kù)其實(shí)都是APP運(yùn)行時(shí)加載的，也就是說(shuō)APP只有在運(yùn)行的時(shí)候才知道SO庫(kù)文件的存在，這就無(wú)法通過(guò)靜態(tài)代碼檢查或者在編譯APP時(shí)檢查SO庫(kù)文件是否正常。所以，Android開(kāi)發(fā)對(duì)SO庫(kù)的存放路徑有嚴(yán)格的要求。
使用SO庫(kù)的時(shí)候，除了“armeabi-v7a”等文件夾名需要嚴(yán)格按照規(guī)定的來(lái)自外，SO庫(kù)要放在項(xiàng)目的哪個(gè)文件夾下也要按照套路來(lái)，以下是一些總結(jié)：
- Android Studio 工程放在 jniLibs/xxxabi 目錄中(當(dāng)然也可以通過(guò)在build.gradle文件中的設(shè)置jniLibs.srcDir屬性自己指定);
- Eclipse 工程放在 libs/xxxabi 目錄中(這也是使用ndk-build命令生成SO庫(kù)的默認(rèn)目錄);
- aar 依賴包中位于 jni/ABI 目錄中(SO庫(kù)會(huì)自動(dòng)包含到引用AAR壓縮包到APK中);
- 最終構(gòu)建出來(lái)的APK文件中，SO庫(kù)存在 lib/xxxabi 目錄中(也就是說(shuō)無(wú)論你用什么方式構(gòu)建，只要保證APK包里SO庫(kù)的這個(gè)路徑?jīng)]錯(cuò)就沒(méi)問(wèn)題);
- 通過(guò) PackageManager 安裝后，在小于 Android 5.0 的系統(tǒng)中，SO庫(kù)位于 APP 的 nativeLibraryPath 目錄中;在大于等于 Android 5.0 的系統(tǒng)中，SO庫(kù)位于 APP 的 nativeLibraryRootDir/CPU_ARCH 目錄中;
既然扯到了這里，順便說(shuō)一下，我在使用 Android Studio 1.5 構(gòu)建APK的時(shí)候，發(fā)現(xiàn) Gradle 插件只會(huì)默認(rèn)打包application類型的module的jniLibs下面的SO庫(kù)文件，而不會(huì)打包aar依賴包的SO庫(kù)，所以會(huì)導(dǎo)致最終構(gòu)建出來(lái)的APK里的SO庫(kù)文件缺失。暫時(shí)的解決方案是把所有的SO庫(kù)都放在application模塊中(這顯然不是很好的解決方案)，不知道這是不是Studio的BUG，同事的解決方案是通過(guò)修改Gradle插件來(lái)增加對(duì)aar依賴包的SO庫(kù)的打包支持(GitHub有開(kāi)源的第三方Gradle插件項(xiàng)目，使用Java和Groovy語(yǔ)言開(kāi)發(fā))。
2. 盡可能提供CPU支持的最優(yōu)SO庫(kù)
當(dāng)一個(gè)應(yīng)用安裝在設(shè)備上，只有該設(shè)備支持的CPU架構(gòu)對(duì)應(yīng)的SO庫(kù)會(huì)被安裝。但是，有時(shí)候，設(shè)備支持的SO庫(kù)類型不止一種，比如大多的X86設(shè)備除了支持X86類型的SO庫(kù)，還兼容ARM類型的SO庫(kù)(目前應(yīng)用市場(chǎng)上大部分的APP只適配了ARM類型的SO庫(kù)，X86類型的設(shè)備如果不能兼容ARM類型的SO庫(kù)的話，大概要嗝屁了吧)。
所以如果你的APK只適配了ARM類型的SO庫(kù)的話，還是能以兼容的模式在X86類型的設(shè)備上運(yùn)行(比如華碩的平板)，但是這不意味著你就不用適配X86類型的SO庫(kù)了，因?yàn)閄86的CPU使用兼容模式運(yùn)行ARM類型的SO庫(kù)會(huì)異?？D(試著回想幾年前你開(kāi)始學(xué)習(xí)Android開(kāi)發(fā)的時(shí)候，在PC上使用AVD模擬器的那種感覺(jué))。
3. 注意SO庫(kù)的編譯版本
除了要注意使用了正確CPU類型的SO庫(kù)，也要注意SO庫(kù)的編譯版本的問(wèn)題。雖然現(xiàn)在的Android Studio支持在項(xiàng)目中直接編譯SO庫(kù)，但是更多的時(shí)候我們還是選擇使用事先編譯好的SO庫(kù)，這時(shí)就要注意了，編譯APK的時(shí)候，我們總是希望使用最新版本的build-tools來(lái)編譯，因?yàn)锳ndroid SDK最新版本會(huì)幫我們做出最優(yōu)的向下兼容工作。
但是這對(duì)于編譯SO庫(kù)來(lái)說(shuō)就不一樣了，因?yàn)镹DK平臺(tái)不是向下兼容的，而是向上兼容的。應(yīng)該使用app的minSdkVersion對(duì)應(yīng)的版本的NDK標(biāo)本來(lái)編譯SO庫(kù)文件，如果使用了太高版本的NDK，可能會(huì)導(dǎo)致APP性能低下，或者引發(fā)一些SO庫(kù)相關(guān)的運(yùn)行時(shí)異常，比如“UnsatisfiedLinkError”，“dlopen: failed”以及其他類型的Crash。
一般情況下，我們都是使用編譯好的SO庫(kù)文件，所以當(dāng)你引入一個(gè)預(yù)編譯好的SO庫(kù)時(shí)，你需要檢查它被編譯所用的平臺(tái)版本。
4. 盡可能為每種CPU類型都提供對(duì)應(yīng)的SO庫(kù)
比如有時(shí)候，因?yàn)闃I(yè)務(wù)的需求，我們的APP不需要支持AMR64的設(shè)備，但這不意味著我們就不用編譯ARM64對(duì)應(yīng)的SO庫(kù)。舉個(gè)例子，我們的APP只支持armeabi-v7a和x86架構(gòu)，然后我們的APP使用了一個(gè)第三方的Library，而這個(gè)Library提供了AMR64等更多類型CPU架構(gòu)的支持，構(gòu)建APK的時(shí)候，這些ARM64的SO庫(kù)依然會(huì)被打包進(jìn)APK里面，也就是說(shuō)我們自己的SO庫(kù)沒(méi)有對(duì)應(yīng)的ARM64的SO庫(kù)，而第三方的Library卻有。這時(shí)候，某些ARM64的設(shè)備安裝該APK的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)我們的APK里帶有ARM64的SO庫(kù)，會(huì)誤以為我們的APP已經(jīng)做好了AMR64的適配工作，所以只會(huì)選擇安裝APK里面ARM64類型的SO庫(kù)，這樣會(huì)導(dǎo)致我們自己項(xiàng)目的SO庫(kù)沒(méi)有被正確安裝(雖然armeabi-v7a和x86類型的SO庫(kù)確實(shí)存在APK包里面)。
這時(shí)正確的做法是，給我們自己的SO庫(kù)也提供AMR64支持，或者不打包第三方Library項(xiàng)目的ARM64的SO庫(kù)。使用第二種方案時(shí)，可以把APK里面不需要支持的ABI文件夾給刪除，然后重新打包，而在Android Studio下，則可以通過(guò)以下的構(gòu)建方式指定需要類型的SO庫(kù)。
- productFlavors {
- flavor1 {
- ndk {
- abiFilters "armeabi-v7a"
- abiFilters "x86"
- abiFilters "armeabi"
- }
- }
- flavor2 {
- ndk {
- abiFilters "armeabi-v7a"
- abiFilters "x86"
- abiFilters "armeabi"
- abiFilters "arm64-v8a"
- abiFilters "x86_64"
- }
- }
- }
需要說(shuō)明的是，如果我們的項(xiàng)目是SDK項(xiàng)目，我們最好提供全平臺(tái)類型的SO庫(kù)支持，因?yàn)锳PP能支持的設(shè)備CPU類型的數(shù)量，就是項(xiàng)目中所有SO庫(kù)支持的最少CPU類型的數(shù)量(使用我們SDK的APP能支持的CPU類型只能少于等于我們SDK支持的類型)。
5. 不要通過(guò)“減少其他CPU類型支持的SO庫(kù)”來(lái)減少APK的體積
確實(shí)，所有的x86/x86_64/armeabi-v7a/arm64-v8a設(shè)備都支持armeabi架構(gòu)的SO庫(kù)，因此似乎移除其他ABIs的SO庫(kù)是一個(gè)減少APK大小的好辦法。但事實(shí)上并不是，這不只影響到函數(shù)庫(kù)的性能和兼容性。
X86設(shè)備能夠很好的運(yùn)行ARM類型函數(shù)庫(kù)，但并不保證100%不發(fā)生crash，特別是對(duì)舊設(shè)備，兼容只是一種保底方案。64位設(shè)備(arm64-v8a, x86_64, mips64)能夠運(yùn)行32位的函數(shù)庫(kù)，但是以32位模式運(yùn)行，在64位平臺(tái)上運(yùn)行32位版本的ART和Android組件，將丟失專為64位優(yōu)化過(guò)的性能(ART，webview，media等等)。
過(guò)減少其他CPU類型支持的SO庫(kù)來(lái)減少APK的體積不是很明智的做法，如果真的需要通過(guò)減少SO庫(kù)來(lái)做APK瘦身，我們也有其他辦法。
減少SO庫(kù)體積的正確姿勢(shì)
1. 構(gòu)建特定ABI支持的APK
我們可以構(gòu)建一個(gè)APK，它支持所有的CPU類型。但是反過(guò)來(lái)，我們可以為每個(gè)CPU類型都單獨(dú)構(gòu)建一個(gè)APK，然后不同CPU類型的設(shè)備安裝對(duì)應(yīng)的APK即可，當(dāng)然前提是應(yīng)用市場(chǎng)得提供用戶設(shè)備CPU類型設(shè)別的支持，就目前來(lái)說(shuō)，至少PLAY市場(chǎng)是支持的。
Gradle可以通過(guò)以下配置生成不同ABI支持的APK(引用自別的文章，沒(méi)實(shí)際使用過(guò))：
- android {
- ...
- splits {
- abi {
- enable true
- reset()
- include 'x86', 'x86_64', 'armeabi-v7a', 'arm64-v8a' //select ABIs to build APKs for
- universalApk true //generate an additional APK that contains all the ABIs
- }
- }
- // map for the version code
- project.ext.versionCodes = ['armeabi': 1, 'armeabi-v7a': 2, 'arm64-v8a': 3, 'mips': 5, 'mips64': 6, 'x86': 8, 'x86_64': 9]
- android.applicationVariants.all { variant ->
- // assign different version code for each output
- variant.outputs.each { output ->
- output.versionCodeOverride =
- project.ext.versionCodes.get(output.getFilter(com.android.build.OutputFile.ABI), 0) * 1000000 + android.defaultConfig.versionCode
- }
- }
- }
2. 從網(wǎng)絡(luò)下載當(dāng)前設(shè)備支持的SO庫(kù)
說(shuō)到這里，總算回到動(dòng)態(tài)加載的主題了。⊙﹏⊙
使用Android的動(dòng)態(tài)加載技術(shù)，可以加載外部的SO庫(kù)，所以我們可以從網(wǎng)絡(luò)下載SO庫(kù)文件并加載了。我們可以下載所有類型的SO庫(kù)文件，然后加載對(duì)應(yīng)類型的SO庫(kù)，也可以下載對(duì)應(yīng)類型的SO庫(kù)然后加載，不過(guò)無(wú)論哪種方式，我們最好都在加載SO庫(kù)前，對(duì)SO庫(kù)文件的類型做一下判斷。
我個(gè)人的方案是，存儲(chǔ)在服務(wù)器的SO庫(kù)依然按照APK包的壓縮方式打包，也就是，SO庫(kù)存放在APK包的 libs/xxxabi 路徑下面，下載完帶有SO庫(kù)的APK包后，我們可以遍歷libs路徑下的所有SO庫(kù)，選擇加載對(duì)應(yīng)類型的SO庫(kù)。
具體實(shí)現(xiàn)代碼看上去像是：
- /**
- * 將一個(gè)SO庫(kù)復(fù)制到指定路徑，會(huì)先檢查改SO庫(kù)是否與當(dāng)前CPU兼容
- *
- * @param sourceDir SO庫(kù)所在目錄
- * @param so SO庫(kù)名字
- * @param destDir 目標(biāo)根目錄
- * @param nativeLibName 目標(biāo)SO庫(kù)目錄名
- * @return
- */
- public static boolean copySoLib(File sourceDir, String so, String destDir, String nativeLibName) throws IOException {
- boolean isSuccess = false;
- try {
- LogUtil.d(TAG, "[copySo] 開(kāi)始處理so文件");
- if (Build.VERSION.SDK_INT >= 21) {
- String[] abis = Build.SUPPORTED_ABIS;
- if (abis != null) {
- for (String abi : abis) {
- LogUtil.d(TAG, "[copySo] try supported abi:" + abi);
- String name = "lib" + File.separator + abi + File.separator + so;
- File sourceFile = new File(sourceDir, name);
- if (sourceFile.exists()) {
- LogUtil.i(TAG, "[copySo] copy so: " + sourceFile.getAbsolutePath());
- isSuccess = FileUtil.copyFile(sourceFile.getAbsolutePath(), destDir + File.separator + nativeLibName + File.separator + so);
- //api21 64位系統(tǒng)的目錄可能有些不同
- //copyFile(sourceFile.getAbsolutePath(), destDir + File.separator + name);
- break;
- }
- }
- } else {
- LogUtil.e(TAG, "[copySo] get abis == null");
- }
- } else {
- LogUtil.d(TAG, "[copySo] supported api:" + Build.CPU_ABI + " " + Build.CPU_ABI2);
- String name = "lib" + File.separator + Build.CPU_ABI + File.separator + so;
- File sourceFile = new File(sourceDir, name);
- if (!sourceFile.exists() && Build.CPU_ABI2 != null) {
- name = "lib" + File.separator + Build.CPU_ABI2 + File.separator + so;
- sourceFile = new File(sourceDir, name);
- if (!sourceFile.exists()) {
- name = "lib" + File.separator + "armeabi" + File.separator + so;
- sourceFile = new File(sourceDir, name);
- }
- }
- if (sourceFile.exists()) {
- LogUtil.i(TAG, "[copySo] copy so: " + sourceFile.getAbsolutePath());
- isSuccess = FileUtil.copyFile(sourceFile.getAbsolutePath(), destDir + File.separator + nativeLibName + File.separator + so);
- }
- }
- if (!isSuccess) {
- LogUtil.e(TAG, "[copySo] 安裝 " + so + " 失敗 : NO_MATCHING_ABIS");
- throw new IOException("install " + so + " fail : NO_MATCHING_ABIS");
- }
- } catch (IOException e) {
- e.printStackTrace();
- throw e;
- }
- return true;
- }
總結(jié)
- 一種CPU架構(gòu) = 一種ABI = 一種對(duì)應(yīng)的SO庫(kù);
- 加載SO庫(kù)時(shí)，需要加載對(duì)應(yīng)類型的SO庫(kù);
- 盡量提供全平臺(tái)CPU類型的SO庫(kù)支持;
題外話，SO庫(kù)的使用本身就是一種最純粹的動(dòng)態(tài)加載技術(shù)，SO庫(kù)本身不參與APK的編譯過(guò)程，使用JNI調(diào)用SO庫(kù)里的Native方法的方式看上去也像是一種“硬編程”，Native方法看上去與一般的Java靜態(tài)方法沒(méi)什么區(qū)別，但是它的具體實(shí)現(xiàn)卻是可以隨時(shí)動(dòng)態(tài)更換的(更換SO庫(kù)就好)，這也可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)熱修復(fù)的方案，與Java方法一旦加載進(jìn)內(nèi)存就無(wú)法再次更換不同，Native方法不需要重啟APP就可以隨意更換。
出于安全和生態(tài)控制的原因，Google Play市場(chǎng)不允許APP有加載外部可執(zhí)行文件的行為，一旦你的APK里被檢查出有額外的可執(zhí)行文件時(shí)就不好玩了，所以現(xiàn)在許多APP都偷偷把用于動(dòng)態(tài)加載的可執(zhí)行文件的后綴名換成“.so”，這樣被發(fā)現(xiàn)的幾率就降低了，因?yàn)榧虞dSO庫(kù)看上去就是官方合法版本的動(dòng)態(tài)加載啊(不然SO庫(kù)怎么工作)，雖然這么做看起來(lái)有點(diǎn)掩耳盜鈴。
文章標(biāo)題：ANDROID動(dòng)態(tài)加載使用SO庫(kù)時(shí)要注意的一些問(wèn)題
文章起源：http://www.dlmjj.cn/article/dpddcco.html
