Android apk安裝過程及Java、JNI讀取安裝包內assets資原始檔的兩種方法(附原始碼例項)
問題背景：在PC上的程式可以輕鬆使用./或不用指明，預設讀取的就是程式所在路徑內的檔案。但在Android上，應用程式被打包成apk，程式執行時無法直接獲取apk(壓縮包)內的檔案。但在一些特殊場合，如載入影象處理訓練好的分類器、模型等資料，要求每個apk到手機上都能執行，就必須解決這個問題。本文深入研究apk安裝過程，給出三種方法解決這個問題。
一、android apk安裝過程
Android apk檔案是將AndroidManifinest.xml、應用程式程式碼(.dex)、資原始檔和其他檔案打包成的一個壓縮包檔案，其中的.dex檔案即使android上的可執行檔案，由Java程式碼編譯後的class檔案連結而成。因此可以用unzip直接將apk開啟。如下圖所示，將本文後面要附原始碼的一個apk解壓後示意圖下：
1、assets資料夾，這個本文後面的原始碼專門就講它，暫略。
2、lib資料夾，這裡放著我們jni編譯後生成的so檔案。
3、META-INF資料夾，這個要追溯到java的jar檔案。jar檔案和zip檔案唯一的區別就是包含一個META-INF資料夾，詳見：這裡。
4、res資料夾，就是所謂的資原始檔，裡面放的有各種圖片資源(drawable資料夾下的東西)和佈局xml檔案。示圖如下：
因此如果想借用一個apk的圖片資源的話，直接解壓就ok了。
5、AndroidManifinest.xml檔案，這個就不多說了，每個Android工程檔案都有。
6、classes.dex檔案，Dex是Dalvik VM executes的全稱，即Android Dalvik執行程式，並非
7、resources.arsc檔案，是編譯後的二進位制資原始檔。
apk具體的核心安裝步驟及牽涉到資料夾路徑如下(以安裝ReadAssets.apk為例)：
第一步：複製apk檔案到data/app/目錄下，解壓並掃描安裝包，名字是以包名命名的，並不是apk的名字。如下：
第二步：將.dex檔案儲存到data/dalvik-cache目錄，
第三步：在/data/data/目錄下建立對應的應用資料目錄，目錄名字是apk的包名：
其中cache資料夾下的內容如下：
lib資料夾下是jni裡生成的庫，libReadAsset.so,如下:
二、Java和JNI讀取assets資料夾內的檔案
關於assets資料夾和res資料夾的區別見http://blog.sina.com.cn/s/blog_4b93170a0102dqxj.html ，即res資料夾內的東西會再R.java生成id,而assets資料夾不會生成標記，只能利用assetmanager進行訪問。其中的raw資料夾也不會被編譯跟assets一樣。
下面的程式碼是我寫的一個demo，從java和jni兩種方式讀取assets資料夾內的一個txt檔案。
1、佈局檔案：
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
tools:context=".MainActivity" >
<TextView
android:id="@+id/textview_show"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_alignParentTop="true"
android:text="@string/hello_world" />
<Button
android:id="@+id/btn_javashow"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_alignParentBottom="true"
android:text="Java讀取" />
<Button
android:id="@+id/btn_jnishow"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_alignParentBottom="true"
android:layout_toRightOf="@id/btn_javashow"
android:text="JNI讀取" />
</RelativeLayout>2、MainActivity.java檔案
package org.yanzi.readassets;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import org.yanzi.lib.MyLib;
import android.app.Activity;
import android.content.res.AssetManager;
import android.os.Bundle;
import android.view.Menu;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;
public class MainActivity extends Activity {
Button javaShowBtn;
Button jniShowBtn;
TextView showTextView;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
initUI();
javaShowBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
// TODO Auto-generated method stub
String str = readFromAssets("test.txt"); //notes.txt System.getProperty("file.encoding")+"\n"
showTextView.setText("Java讀取:" + str);
}
});
jniShowBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
// TODO Auto-generated method stub
// AssetManager assetManager = getAssets();
String str = MyLib.readFromAssets(getAssets(), "test.txt"); //notes.txt
showTextView.setText("Jni讀取:" + str);
}
});
}
public void initUI(){
javaShowBtn = (Button)findViewById(R.id.btn_javashow);
jniShowBtn = (Button)findViewById(R.id.btn_jnishow);
showTextView = (TextView)findViewById(R.id.textview_show);
}
@Override
public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
// Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.
getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu);
return true;
}
/**
* @param name
* @return
* 從Java層讀取Assects資料夾內東西
*/
public String readFromAssets(String name){
String resultStr = "";
try {
InputStream inStream = this.getResources().getAssets().open(name);
resultStr = convertStream2String(inStream);
//convertStreamToString(inStream);
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
return resultStr;
}
public String convertStream2String(InputStream is){
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
int i = 0;
String str = "";
// String str2 = "";
int l = 0;
try {
l = is.available();
} catch (IOException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
byte[] buffer = new byte[l];
try {
while((i = is.read()) != -1){
baos.write(i);
}
is.close();
str = baos.toString("utf-8");
// str2 = new String(baos.toByteArray(), "utf-8");
// str2 = EncodingUtils.getString(buffer, "utf-8"); //gb2312
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
return str;
}
public String convertStreamToString(InputStream is) throws IOException {
/*
28 * 為了將InputStream轉換成String我們使用函式BufferedReader.readLine().
29 * 我們迭代呼叫BufferedReader直到其返回null, null意味著沒有其他的資料要讀取了.
30 * 每一行將會追加到StringBuilder的末尾, StringBuilder將作為String返回。
31 *
32 */
if (is != null) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
String line;
try {
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(is, "UTF-8"));
while ((line = reader.readLine()) != null) {
sb.append(line).append("\n");
}
} finally {
is.close();
}
return sb.toString();
} else {
return "";
}
}
}
[注:關於InputStream轉String可以參考http://blog.csdn.net/iplayvs2008/article/details/11484627，需注意預設的在windows下新建文字文件txt格式是gb2312，因此程式碼裡轉換時也必須指明是gb2312，如果是txt文件經過notepad++建立的，則預設的是UTF-8格式，無需指定預設的就是utf-8格式，因此轉出來不亂碼。]
3、MyLib.java 這個檔案是載入JNI ReadAsset.so的，如下:
package org.yanzi.lib;
import android.content.res.AssetManager;
public class MyLib {
static{
System.loadLibrary("ReadAsset");
}
public static native String readFromAssets(AssetManager assetManager, String name);
}
4、jni資料夾下有四個檔案，分別是Android.mk、Application.mk、mylog.h、readAssets.cpp。
Android.mk檔案如下：
LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_LDLIBS := -lm -llog -landroid
LOCAL_MODULE := ReadAsset
LOCAL_SRC_FILES := readAssets.cpp
#LOCAL_C_INCLUDES+= D:\ProgramFile\android-ndk-r7\platforms\android-14\arch-arm\usr\include\android
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
Application.mk檔案
APP_STL:=gnustl_static
APP_CPPFLAGS:=-frtti -fexceptions
APP_ABI:= armeabi-v7a
readAssets.cpp
#include "mylog.h"
#include <jni.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <android/asset_manager_jni.h>
#include <android/asset_manager.h>
//jclass clazz,
extern "C"{
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_org_yanzi_lib_MyLib_readFromAssets(JNIEnv* env,jclass clazz, jobject assetManager,jstring name);
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_org_yanzi_lib_MyLib_readFromAssets(JNIEnv* env, jclass clazz, jobject assetManager,jstring name){
LOGI("readFromAssets enter..."); //jclass this,
jstring resultStr;
LOGI("readFromAssets enter111...");
AAssetManager* mgr = AAssetManager_fromJava(env, assetManager);
LOGI("readFromAssets enter000...");
if(mgr==NULL)
{
LOGI(" %s","AAssetManager==NULL");
return 0;
}
/*獲取檔名並開啟*/
jboolean iscopy;
const char *mfile = env->GetStringUTFChars(name, &iscopy); //(*env)->GetStringUTFChars(name, &iscopy); env,
AAsset* asset = AAssetManager_open(mgr, mfile,AASSET_MODE_UNKNOWN);
env->ReleaseStringUTFChars(name, mfile); //env,
if(asset==NULL)
{
LOGI(" %s","asset==NULL");
return 0;
}
/*獲取檔案大小*/
off_t bufferSize = AAsset_getLength(asset);
LOGI("file size : %d\n",bufferSize);
char *buffer=(char *)malloc(bufferSize+1);
buffer[bufferSize]=0;
int numBytesRead = AAsset_read(asset, buffer, bufferSize);
LOGI("readFromAssets: %s",buffer);
resultStr = env->NewStringUTF(buffer);
free(buffer);
/*關閉檔案*/
AAsset_close(asset);
LOGI("readFromAssets exit...");
return resultStr;
}
}
關於這個cpp檔案，注意事項如下:
a、標頭檔案是一個都不能少，其實是ndk安裝目錄下的檔案：
b、關於jni裡將java的string轉成jstring，C檔案和C++是不同的，C++裡按我上面的程式就ok:
const char *mfile = env->GetStringUTFChars(name, &iscopy);
但在C檔案裡是:const char *mfile = (*env)->GetStringUTFChars(env, filename, &iscopy);
c、這個jni本地函式的宣告如下:
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_org_yanzi_lib_MyLib_readFromAssets(JNIEnv* env,jclass clazz, jobject assetManager,jstring name);
其中的jclass clazz不能去掉，儘管在程式碼裡沒有呼叫到。如果去掉，去找不到filed之類的錯誤，猜測jclass傳下來的是類似包名之類的東西,AssetManager要讀東西必須要它。
d、jni裡將char * 或const char*型別轉為jstring的程式碼:
resultStr = env->NewStringUTF(buffer);
e、mk檔案裡必須有
LOCAL_LDLIBS := -lm -llog -landroid裡的-landroid否則的話是打開不了AssetManager的！！！！
mylog.h檔案是為了在jni裡新增log:
#ifndef _MYLOG_H
#define _MYLOG_H
#include <android/log.h>
#define TAG "yan"
//#define LOGV(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_VERBOSE, TAG, __VA_ARGS__)
//#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG , TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO , TAG, __VA_ARGS__)
//#define LOGW(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_WARN , TAG, __VA_ARGS__)
//#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR , TAG, __VA_ARGS__)
#endif
要想列印log，除了這些外，還要在mk檔案裡新增：LOCAL_LDLIBS := -lm -llog -landroid裡的-llog。
參考文件:
1、http://blog.sina.com.cn/s/blog_4a657c5a01016t2y.html
2、http://blog.sina.com.cn/s/blog_4a4f9fb5010101tb.html
這兩個參考文件僅僅是程式碼片段，雜家根據這兩篇文章搞了兩晚才徹底讓jni裡能訪問assets資料夾裡的東西。西可以用java讀取畢竟方便，然後傳給jni以string的方式，實在不行了讓jni裡讀。但也有例外情況，如果jni裡需要頻繁的讀取，(assets檔案裡的東西只能讀不能寫)，這種jni讀取的方法就不適合了。原因是需要每次都開啟assetsmanager，很不方便。為此，我們可以再java裡將assets檔案裡的東西拷貝到sdcard中，然後將這個檔案的路徑傳給jni，在jni裡知道了檔案在sdcard上的絕對路徑就可以暢通的讀取了，下面是示例程式碼：
public String copyModelToSdcard(){
String dir = Environment.getExternalStorageDirectory() + "/"+ "ScanBankCard";
File dirFile = new File(dir);
if(!dirFile.exists()){
dirFile.mkdir();
}
String modelName = "card.model";
String modelPath = dir + "/" + modelName;
File model = new File(modelPath);
if(model.exists()){
return modelPath;
}else {
try {
InputStream in = this.getResources().getAssets().open(modelName);
int length = in.available();
byte[] buffer = new byte[length];
in.read(buffer);
OutputStream out = new FileOutputStream(modelPath);
out.write(buffer);
out.flush();
out.close();
in.close();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
return modelPath;
}大家想用的話再改改就行了，別忘了配置檔案里加sdcard的寫檔案許可權。
本文程式碼執行效果：
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