Android動態加載補充 加載SD卡中的SO庫
原文出處：http://segmentfault.com/a/1190000004062899
基本信息
JNI與NDK
Android中JNI的使用其實就包含了動態加載，APP運行時動態加載.so庫并通過JNI調用其封裝好的方法。后者一般是使用NDK工具從C/C++代碼編譯而成，運行在Native層，效率會比執行在虛擬機的Java代碼高很多，所以Android中經常通過動態加載.so庫來完成一些對性能比較有需求的工作（比如T9搜索、或者Bitmap的解碼、圖片高斯模糊處理等）。此外，由于.so庫是由C++編譯而來的，只能被反編譯成匯編代碼，相比Smali更難被破解，因此.so庫也可以被用于安全領域。
與我們常說的基于ClassLoader的動態加載不同，SO庫的加載是使用System類的（由此可見對SO庫的支持也是Android的基礎功能），所以這里這是作為補充說明。不過，如果使用ClassLoader加載SD卡里插件APK，而插件APK里面包含有SO庫，這就涉及到了對插件APK里的SO庫的加載，所以我們也要知道如何加載SD卡里面的SO庫。
一般的SO文件的使用姿勢
以一個“圖片高斯模糊”的功能為例，如果使用Java代碼對圖像Bitmap的每一個像素點進行計算，那整體耗時將會非常大，所以可以考慮使用JNI。（詳細的JNI使用教程網絡上有許多，這里不贅述）
這里推薦一個開源的高斯模糊項目 Android StackBlur
在命令行定位到Android.mk文件所在目錄，運行NDK工具的ndk-build命令就能編譯出我們需要SO庫
再把SO庫復制到Android Studio項目的jniLibs目錄中
（Android Studio現在也支持直接編譯SO庫，但是有許多坑，這里我選擇手動編譯）
接著在Java中把SO庫對應的模塊加載進來
// load so file from internal directory
try {
System.loadLibrary("stackblur");
NativeBlurProcess.isLoadLibraryOk.set(true);
Log.i("MainActivity", "loadLibrary success!");
} catch (Throwable throwable) {
Log.i("MainActivity", "loadLibrary error!" + throwable);
} 加載成功后就可以直接使用Native方法了
public class NativeBlurProcess {
public static AtomicBoolean isLoadLibraryOk = new AtomicBoolean(false);
//native method
private static native void functionToBlur(Bitmap bitmapOut, int radius, int threadCount, int threadIndex, int round);
} 由此可見，在Android項目中，SO庫的使用也是一種動態加載，在運行時把可執行文件加載進來。一般情況下，SO庫都是打包在APK內部的，不允許修改這種“動態加載”看起來不是我們熟悉的那種啊，貌似沒什么卵用。不過，其實SO庫也是可以存放在外部存儲路徑的。
如何把SO文件存放在外部存儲
注意到上面加載SO庫的時候我們用到了System類的“loadLibrary”方法，同時我們也發現System類還有一個“load”方法，看起來差不多啊，看看他們有什么區別吧！
/**
* See {@link Runtime#load}.
*/
public static void load(String pathName) {
Runtime.getRuntime().load(pathName, VMStack.getCallingClassLoader());
}
/**
* See {@link Runtime#loadLibrary}.
*/
public static void loadLibrary(String libName) {
Runtime.getRuntime().loadLibrary(libName, VMStack.getCallingClassLoader());
} 先看看loadLibrary，這里調用了Runtime的loadLibrary，進去一看，又是動態加載熟悉的ClassLoader了（這里也佐證了SO庫的使用就是一種動態加載的說法）
/*
* Searches for and loads the given shared library using the given ClassLoader.
*/
void loadLibrary(String libraryName, ClassLoader loader) {
if (loader != null) {
String filename = loader.findLibrary(libraryName);
String error = doLoad(filename, loader);
return;
}
……
} 看樣子就像是通過庫名獲取一個文件路徑，再調用“doLoad”方法加載這個文件，先看看“loader.findLibrary(libraryName)”
protected String findLibrary(String libName) {
return null;
} ClassLoader只是一個抽象類，它的大部分工作都在BaseDexClassLoader類中實現，進去看看
public class BaseDexClassLoader extends ClassLoader {
public String findLibrary(String name) {
throw new RuntimeException("Stub!");
}
} 不對啊，這里只是拋了一個RuntimeException異常，什么都沒做啊！
其實這里有一個誤區，也是剛開始開Android SDK源碼的同學容易搞混的。Android SDK自帶的源碼其實只是給我們開發者參考的，基本只是一些常用的類，Google不會把整個Android系統的源碼都放到這里來，因為整個項目非常大，ClassLoader類平時我們接觸得少，所以它的具體實現的源碼并沒有打包進SDK里，如果需要，我們要到官方AOSP項目里面去看（順便一提，整個AOSP5.1項目大小超過150GB，真的有需要的話推薦用一個移動硬盤存儲）。
這里為了方便，我們可以直接看在線的代碼 BaseDexClassLoader.java
@Override
public String findLibrary(String name) {
return pathList.findLibrary(name);
} 再看進去DexPathList類
/**
* Finds the named native code library on any of the library
* directories pointed at by this instance. This will find the
* one in the earliest listed directory, ignoring any that are not
* readable regular files.
*
* @return the complete path to the library or {@code null} if no
* library was found
*/
public String findLibrary(String libraryName) {
String fileName = System.mapLibraryName(libraryName);
for (File directory : nativeLibraryDirectories) {
File file = new File(directory, fileName);
if (file.exists() && file.isFile() && file.canRead()) {
return file.getPath();
}
}
return null;
} 到這里已經明朗了，根據傳進來的libName，掃描APK內部的nativeLibrary目錄，獲取并返回內部SO庫文件的完整路徑filename。再回到Runtime類，獲取filename后調用了“doLoad”方法，看看
private String doLoad(String name, ClassLoader loader) {
String ldLibraryPath = null;
String dexPath = null;
if (loader == null) {
ldLibraryPath = System.getProperty("java.library.path");
} else if (loader instanceof BaseDexClassLoader) {
BaseDexClassLoader dexClassLoader = (BaseDexClassLoader) loader;
ldLibraryPath = dexClassLoader.getLdLibraryPath();
}
synchronized (this) {
return nativeLoad(name, loader, ldLibraryPath);
}
} 到這里就徹底清楚了，調用Native方法“nativeLoad”，通過完整的SO庫路徑filename，把目標SO庫加載進來。
說了半天還沒有進入正題呢，不過我們可以想到，如果使用loadLibrary方法，到最后還是要找到目標SO庫的完整路徑，再把SO庫加載進來，那我們能不能一開始就給出SO庫的完整路徑，然后直接加載進來？我們猜想load方法就是干這個的，看看。
void load(String absolutePath, ClassLoader loader) {
if (absolutePath == null) {
throw new NullPointerException("absolutePath == null");
}
String error = doLoad(absolutePath, loader);
if (error != null) {
throw new UnsatisfiedLinkError(error);
}
} 我勒個去，一上來就直接來到doLoad方法了，這證明我們的猜想可能是正確的，那么在實際項目中測試看看吧！
我們先把SO放在Asset里，然后再復制到內部存儲，再使用load方法把其加載進來。
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
File dir = this.getDir("jniLibs", Activity.MODE_PRIVATE);
File distFile = new File(dir.getAbsolutePath() + File.separator + "libstackblur.so");
if (copyFileFromAssets(this, "libstackblur.so", distFile.getAbsolutePath())){
//使用load方法加載內部儲存的SO庫
System.load(distFile.getAbsolutePath());
NativeBlurProcess.isLoadLibraryOk.set(true);
}
}
public void onDoBlur(View view){
ImageView imageView = (ImageView) findViewById(R.id.iv_app);
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), android.R.drawable.sym_def_app_icon);
Bitmap blur = NativeBlurProcess.blur(bitmap,20,false);
imageView.setImageBitmap(blur);
}
public static boolean copyFileFromAssets(Context context, String fileName, String path) {
boolean copyIsFinish = false;
try {
InputStream is = context.getAssets().open(fileName);
File file = new File(path);
file.createNewFile();
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
byte[] temp = new byte[1024];
int i = 0;
while ((i = is.read(temp)) > 0) {
fos.write(temp, 0, i);
}
fos.close();
is.close();
copyIsFinish = true;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
Log.e("MainActivity", "[copyFileFromAssets] IOException "+e.toString());
}
return copyIsFinish;
}
} 點擊onDoBlur按鈕，果然加載成功了！
那能不能直接加載外部存儲上面的SO庫呢，把SO庫拷貝到SD卡上面試試。
看起來是不可以的樣子，Permission denied！
java.lang.UnsatisfiedLinkError: dlopen failed: couldn't map "/storage/emulated/0/libstackblur.so" segment 1: Permission denied
看起來像是沒有權限的樣子，看看源碼哪里拋出的異常吧
/*
* Loads the given shared library using the given ClassLoader.
*/
void load(String absolutePath, ClassLoader loader) {
if (absolutePath == null) {
throw new NullPointerException("absolutePath == null");
}
String error = doLoad(absolutePath, loader);
if (error != null) {
// 這里拋出的異常
throw new UnsatisfiedLinkError(error);
}
} 應該是執行doLoad方法時出現了錯誤，但是上面也看過了，doLoad方法里調用了Native方法“nativeLoad”，那應該就是Native代碼里出現的錯誤。平時我很少看到Native里面，上一次看的時候，是因為需要看看點九圖NinePathDrawable的縮放控制信息chunk數組的具體作用是怎么樣，費了好久才找到我想要的一小段代碼。所以這里就暫時不跟進去了，有興趣的同學可以告訴我關鍵代碼的位置。
我在一個Google的開發者論壇上找到了一些答案
The SD Card is mounted noexec, so I'm not sure this will work.
Moreover, using the SD Card as a storage location is a really bad idea, since any other application can modify/delete/corrupt it easily.
Try downloading the library to your application's data directory instead, and load it from here.
這也容易理解，SD卡等外部存儲路徑是一種可拆卸的（mounted）不可執行（noexec）的儲存媒介，不能直接用來作為可執行文件的運行目錄，使用前應該把可執行文件復制到APP內部存儲再運行。
最后，我們也可以看看官方的API文檔
看來load方法的用途和我們理解的一致，文檔里說的shared library就是指SO庫（shared object），至此，我們就可以把SO文件移動到外部存儲了，或者從網絡下載都行。