Android: 在native中访问assets全解析

2022-10-12 12:11:19

本文总结在Android Native C++开发中访问APK中的assets资源的方法

在CMake中添加相关NDK LIB的 依赖

因为我们接下来用到的一些函数实现在NDK库libandroid.so中，因此我们直接在CMakeList.txt中添加对其依赖即可：

target_link_libraries( # Specifies the target library.
                       native-lib
                       #lib to link
                       android
                       # other libs
                       )

如果没有添加此依赖，显然会提示undefined reference错误，比如：

error: undefined reference to ‘AAssetManager_fromJava‘
error: undefined reference to ‘AAssetManager_open‘
error: undefined reference to ‘AAsset_getLength‘
error: undefined reference to ‘AAsset_getBuffer‘
error: undefined reference to ‘AAsset_close‘
error: undefined reference to ‘AAssetManager_open‘
error: undefined reference to ‘AAsset_getLength‘
error: undefined reference to ‘AAsset_openFileDescriptor‘
error: undefined reference to ‘AAsset_close‘
error: undefined reference to ‘AAssetManager_openDir‘
error: undefined reference to ‘AAssetDir_getNextFileName‘
error: undefined reference to ‘AAssetManager_open‘

获得AssetManager

在Java中，我们可以通过Context.getAssets()轻松获得AssetManager。在NDK中，提供了AAssetManager_fromJava来获得Native中对应的AAssetManager。顾名思义，fromJava，肯定是要从Java层获取了，也即意味着要通过JNI来获得。代码如下：

/***code in Java, such as MainActivity.java***/

//decale the jni func
public native void setNativeAssetManager(AssetManager assetManager);

//call it, such as during Activity.onCreate()
setNativeAssetManager(getAssets());

/***end of java***/


/***code in native c++***/
extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_willhua_androidstudioopencl_MainActivity_setNativeAssetManager(
    JNIEnv *env, 
    jobject instance,
    jobject assetManager) {
            AAssetManager *nativeasset = AAssetManager_fromJava(env, assetManager);
            
            //the use of nativeasset
}

下面所有的代码都是在Java_willhua_androidstudioopencl_MainActivity_setNativeAssetManager内实现。

访问assets下的文件

我们知道，assets文件夹下面是可以有子文件夹的，因为，下面我以读取图片为例，介绍各种情况的访问方法。例子中用到OpenCV的相关方法，在此不介绍，自行了解。
测试用assets文件夹目录：
Android: 在native中访问assets全解析

已知完整路径的访问

如果我们已经知道assets下某个文件的完整路径，比如"sz.jpg","dir/cs.jpg"，那么我们可以直接把这个路径传给AAssetManager_open来获得AAsset.

//open file
AAsset *assetFile = AAssetManager_open(nativeasset, "sz.jpg", AASSET_MODE_BUFFER);
//this will also be ok 
//AAsset *assetFile = AAssetManager_open(nativeasset, "dir/cs.jpg", AASSET_MODE_BUFFER);
//get file length
size_t fileLength = AAsset_getLength(assetFile);
char *dataBuffer2 = (char *) malloc(fileLength);
//read file data
AAsset_read(assetFile, dataBuffer2, fileLength);
//the data has been copied to dataBuffer2, so , close it
AAsset_close(assetFile);

//decode the file data to cv::Mat 
std::vector<char> vec2(dataBuffer2, dataBuffer2 + fileLength);
cv::Mat mat2 = cv::imdecode(vec2, CV_LOAD_IMAGE_COLOR);
LOGD("asset file %d x %d  %d", mat2.cols, mat2.rows, mat2.channels());

//free malloc
free(dataBuffer2);

获取文件下的名字并访问之

如果我们只知道文件夹的名字，但并不知道文件夹下面有哪些具体文件，比如我们只知道有个dir文件夹，但不知道下面的具体情况。那么我们可以使用AAssetDir_getNextFileName来获取文件夹的文件名。但是有个问题，这个方法只能获得文件夹下的文件名，而无法获得子文件夹，有哪位知道的请告知。
注意：AAssetDir_getNextFileName只返回文件名，而不是该文件的完整路径，比如只会返回cs.jpg,而不是dir/cs.jpg，所以如果直接把AAssetDir_getNextFileName的返回结果传给AAssetManager_open会读取不到正确的文件，返回NULL.

AAssetDir *assetDir = AAssetManager_openDir(nativeasset, "dir");
const char *filename = AAssetDir_getNextFileName(assetDir);
while (filename != NULL){
    char fullname[1024];
    sprintf(fullname, "dir/%s", filename); //get the full path
    AAsset *file = AAssetManager_open(nativeasset, fullname, AASSET_MODE_BUFFER);
    if(file == NULL){
        LOGD("FILE NULL  %s", filename);
        break;
    }
    size_t fileLength = AAsset_getLength(file);
    LOGD("filename next:%s,  size:%d", filename, fileLength);
    char *buffer = (char*)malloc(fileLength);
    AAsset_read(file, buffer, fileLength);
    AAsset_close(file);

    //do something with the buffer


    free(buffer);

    filename = AAssetDir_getNextFileName(assetDir);
}
AAssetDir_close(assetDir);  //remember to close it

使用AAsset_getBuffer读整个文件内容

在上面的case中，我们拿到AAsset之后都是malloc内存，然后把文件信息读出来的形式，其实这种方式适合不一次性读取整个文件内容的情况，按照官网的说法就是：

Attempt to read ‘count‘ bytes of data from the current offset.

也就是AAsset_read应该配合AAsset_seek使用更美味。
对于一次性读取整个文件的内容，更好的方式是使用AAsset_getBuffer

AAsset *assetFile = AAssetManager_open(nativeasset, "sz.jpg", AASSET_MODE_BUFFER);
size_t fileLength = AAsset_getLength(assetFile);
const char *dataBuffer2 =(const char *) AAsset_getBuffer(assetFile);

std::vector<char> vec2(dataBuffer2, dataBuffer2 + fileLength);
cv::Mat mat2 = cv::imdecode(vec2, CV_LOAD_IMAGE_COLOR);
LOGD("asset file lenght:%d   mat: %d x %d  %d", fileLength,  mat2.cols, mat2.rows, mat2.channels());

AAsset_close(assetFile);

以FileDescriptor的方式来读取

我们可以使用AAsset_openFileDescriptor来获取FileDescriptor，然后再进行其他操作。需要注意的是，AAsset_openFileDescriptor返回当前fd的起始seek位置start以及文件长度length。在读取内容之前记得要先seek到start，否则会发现文件内容不对。见代码中的lseek.

AAsset *assetFile = AAssetManager_open(nativeasset, "sz.jpg", AASSET_MODE_BUFFER);
size_t fileLength = AAsset_getLength(assetFile);
LOGD("before fd fileLength:%d",fileLength);

off_t start = 0, length = 0;
int fd = AAsset_openFileDescriptor(assetFile, &start, &length);
LOGD("fd:%d  start:%d  length:%d", fd, start, length);
lseek(fd, start, SEEK_CUR); //NOTICE 

char *dataBuffer = (char*)malloc(fileLength);
memset(dataBuffer, 0, fileLength);
read(fd, dataBuffer, fileLength);
close(fd);  //close fd
LOGD("read_  %d %d %d",  dataBuffer[0], dataBuffer[1], dataBuffer[2]);

std::vector<char> vec2(dataBuffer, dataBuffer + fileLength);
cv::Mat mat2 = cv::imdecode(vec2, CV_LOAD_IMAGE_COLOR);
LOGD("use fd  mat:%d x %d  %d", mat2.cols, mat2.rows, mat2.channels());
AAsset_close(assetFile);

获得fd之后，也可以通过他来获得一个FILE：FILE * file = fdopen(fd, "rb");但是一定要记得fclose(file)。总的来说不如read方便。

open mode

AAssetManager_open需要传入一个mode参数，各参数的含义如下，按需使用。

AASSET_MODE_UNKNOWN: Not known how the data is to be accessed
AASSET_MODE_RANDOM: Read chunks, and seek forward and backward
AASSET_MODE_STREAMING: Read sequentially, with an occasional
forward seek
AASSET_MODE_BUFFER: Attempt to load contents into memory, for fast
small reads

细节提示

  • AAsset是只读的，比如上面获得FILE之后，不能用来写。

    AAsset provides access to a read-only asset.

  • 记得AAsset_close

  • 记得AAssetDir_close

关于压缩文件

Android APK中有些文件是会进行压缩的，而有些文件则因为本身就是已经压缩过的，不再进行压缩，具体有：

/* these formats are already compressed, or don‘t compress well */
static const char* kNoCompressExt[] = {
    ".jpg", ".jpeg", ".png", ".gif",
    ".wav", ".mp2", ".mp3", ".ogg", ".aac",
    ".mpg", ".mpeg", ".mid", ".midi", ".smf", ".jet",
    ".rtttl", ".imy", ".xmf", ".mp4", ".m4a",
    ".m4v", ".3gp", ".3gpp", ".3g2", ".3gpp2",
    ".amr", ".awb", ".wma", ".wmv"
};

那么对于在APK中会被压缩的文件，比如txt文件，就不能使用AAsset_openFileDescriptor来读了，否则，会返回-1这样的无效fd。对于会被压缩的文件，那么就只能使用AAsset_read或者AAsset_getBuffer来访问了。

参考

Developers NDK
不压缩文件后缀
SOF

Android: 在native中访问assets全解析

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