Android apk安装过程及Java、JNI读取装配包内assets资源文件的两种方法(附源码实例)

问题背景：在PC上的程序可以轻松使用./或不用指明，默认读取的就是程序所在路径内的文件。但在Android上，应用程序被打包成apk，程序运行时无法直接获取apk(压缩包)内的文件。但在一些特殊场合，如加载图像处理训练好的分类器、模型等数据，要求每个apk到手机上都能运行，就必须解决这个问题。本文深入研究apk安装过程，给出三种方法解决这个问题。

一、android apk安装过程

Android apk文件是将AndroidManifinest.xml、应用程序代码(.dex)、资源文件和其他文件打包成的一个压缩包文件，其中的.dex文件即使android上的可执行文件，由Java代码编译后的class文件链接而成。因此可以用unzip直接将apk打开。如下图所示，将本文后面要附源码的一个apk解压后示意图下：

1、assets文件夹，这个本文后面的源码专门就讲它，暂略。

2、lib文件夹，这里放着我们jni编译后生成的so文件。

3、META-INF文件夹，这个要追溯到java的jar文件。jar文件和zip文件唯一的区别就是包含一个META-INF文件夹，详见：这里。

4、res文件夹，就是所谓的资源文件，里面放的有各种图片资源(drawable文件夹下的东西)和布局xml文件。示图如下：

因此如果想借用一个apk的图片资源的话，直接解压就ok了。

5、AndroidManifinest.xml文件，这个就不多说了，每个Android工程文件都有。

6、classes.dex文件，Dex是Dalvik VM executes的全称，即Android Dalvik执行程序，并非Java ME的字节码而是Dalvik字节码。

7、resources.arsc文件，是编译后的二进制资源文件。

apk具体的核心安装步骤及牵涉到文件夹路径如下(以安装ReadAssets.apk为例)：

第一步：复制apk文件到data/app/目录下，解压并扫描安装包，名字是以包名命名的，并不是apk的名字。如下：

第二步：将.dex文件保存到data/dalvik-cache目录，

第三步：在/data/data/目录下创建对应的应用数据目录，目录名字是apk的包名：

其中cache文件夹下的内容如下：

lib文件夹下是jni里生成的库，libReadAsset.so,如下:

参考链接1 参考链接2

二、Java和JNI读取assets文件夹内的文件

关于assets文件夹和res文件夹的区别见http://blog.sina.com.cn/s/blog_4b93170a0102dqxj.html ，即res文件夹内的东西会再R.java生成id,而assets文件夹不会生成标记，只能利用assetmanager进行访问。其中的raw文件夹也不会被编译跟assets一样。

下面的代码是我写的一个demo，从java和jni两种方式读取assets文件夹内的一个txt文件。

1、布局文件：

<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读取" />    <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读取" /></RelativeLayout>

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读取:" + 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读取:" + 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	 * 从Java层读取Assects文件夹内东西	 */	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          * 为了将InputStream转换成String我们使用函数BufferedReader.readLine().		　　29          * 我们迭代调用BufferedReader直到其返回null, null意味着没有其他的数据要读取了.		　　30          * 每一行将会追加到StringBuilder的末尾, StringBuilder将作为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 "";		}	}}

3、MyLib.java 这个文件是加载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);}

Android.mk文件如下：

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) 

关于Android.mk文件的解释可以参见: http://blog.csdn.net/xuxinyl/article/details/6555762   http://www.2cto.com/kf/201310/253386.html

Application.mk文件

APP_STL:=gnustl_static
APP_CPPFLAGS:=-frtti -fexceptions 
APP_ABI:= armeabi-v7a 

关于Application.mk文件解释:http://www.52rd.com/Blog/Detail_RD.Blog_liuxijob_29763.html

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;	}	/*获取文件名并打开*/	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;	}	/*获取文件大小*/	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);	/*关闭文件*/	AAsset_close(asset);	LOGI("readFromAssets exit...");	return resultStr;}}

a、头文件是一个都不能少，其实是ndk安装目录下的文件：

b、关于jni里将java的string转成jstring，C文件和C++是不同的，C++里按我上面的程序就ok:

const char *mfile = env->GetStringUTFChars(name, &iscopy);

但在C文件里是:const char *mfile = (*env)->GetStringUTFChars(env, filename, &iscopy);

c、这个jni本地函数的声明如下:
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，尽管在代码里没有调用到。如果去掉，去找不到filed之类的错误，猜测jclass传下来的是类似包名之类的东西,AssetManager要读东西必须要它。
d、jni里将char * 或const char*类型转为jstring的代码:
resultStr = env->NewStringUTF(buffer);
e、mk文件里必须有
LOCAL_LDLIBS    := -lm -llog -landroid里的-landroid否则的话是打开不了AssetManager的！！！！


mylog.h文件是为了在jni里添加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
要想打印log，除了这些外，还要在mk文件里添加：LOCAL_LDLIBS    := -lm -llog -landroid里的-llog。

参考文档:
1、http://blog.sina.com.cn/s/blog_4a657c5a01016t2y.html
2、http://blog.sina.com.cn/s/blog_4a4f9fb5010101tb.html
这两个参考文档仅仅是代码片段，杂家根据这两篇文章搞了两晚才彻底让jni里能访问assets文件夹里的东西。西可以用java读取毕竟方便，然后传给jni以string的方式，实在不行了让jni里读。但也有例外情况，如果jni里需要频繁的读取，(assets文件里的东西只能读不能写)，这种jni读取的方法就不适合了。原因是需要每次都打开assetsmanager，很不方便。为此，我们可以再java里将assets文件里的东西拷贝到sdcard中，然后将这个文件的路径传给jni，在jni里知道了文件在sdcard上的绝对路径就可以畅通的读取了，下面是示例代码：

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;	}

代码下载链接：http://download.csdn.net/detail/yanzi1225627/7008015

本文代码运行效果：

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