如何使用DevEco Studio创建Native C++应用

简介

本篇主要介绍如何使用DevEco Studio for OpenAtom OpenHarmony （以下简称“OpenHarmony”）创建一个Native C++应用。应用采用“Native C++”模板，实现了通过Node-API调用C标准库的功能。本示例通过调用C标准库接口来演示调用过程，具体接口是C标准库的计算两个给定数和，并将结果返回到页面展示。通过这个应用我们可以掌握OpenHarmony系统的ArkTS/JS与C/C++混合开发。ArkTS/JS与C/C++ 混合开发是OpenHarmony系统中的一套原生模块扩展开发框架，它基于Node.js N-API规范开发，为开发者提供了ArkTS/JS与C/C++模块之间相互调用的交互能力。这套机制对于OpenHarmony系统开发的价值有两方面：

1、OpenHarmony系统可以将框架层丰富的模块功能通过js接口开放给上层应用使用。

2、应用开发者也可以选择将一些对性能、底层系统调用有要求的核心功能用C/C++封装实现，再通过js接口使用，提高应用本身的执行效率。

效果图

实现效果如下图所示：

通过ArkTS编写界面，根据界面展示点击输入框输入两个数，再点击计算按钮调用接口，将数据传入到C++端，C++端计算后再作为返回值到ArkTS端。

环境搭建

我们首先要完成应用开发环境的搭建，本示例运行RK3568开发板上。

1、 搭建应用开发环境

1.1、开始前请参考应用开发快速上手链接，完成DevEco Studio的安装和开发环境配置：参考链接

1.2、开发环境配置完成后，创建工程（模板选择“Native C++”），选择JS或者eTS语言开发。

2、应用调测

工程创建完成后，选择使用真机进行调测。

2.1、将搭载OpenHarmony标准系统的开发板与电脑连接。

2.2、点击File> Project Structure... > Project>SigningConfigs界面勾选“Automatically generate signature”，等待自动签名完成即可，最后点击“OK”。如下图所示：

在编辑窗口右上角的工具栏，点击“”按钮运行。

源码结构

代码结构分析，整个工程的代码结构如下：

文件说明如下：

├── cpp：// C++代码区
│   ├── types：// 接口存放文件夹
│   │   └── libadd
│   │       ├── index.d.ts       // 接口文件
│   │       └── package.json // 接口注册配置文件
│   ├── CmakeList.text     // Cmake打包配置文件
│   └── add.cpp                // C++源代码
└── ets                               // ets代码区
    └── Application
    │   └── AbilityStage.ts  // Hap包运行时类
    ├── MainAbility
    │   └── MainAbility.ts   //对Ability生命周期管理
    └── pages
        └── index.ets            // 主页面

　　

C++端方法实现

C++端方法源码是工程的entry/src/main/cpp/add.cpp文件。

1、 注册模块

先定义一个模块，对应结构体为napi_module，模块定义好后，调用NAPI提供的模块注册函数napi_module_register(napi_module* mod)注册到系统中；参考如下示例，nm_modname可以根据实际情况修改。

static napi_module demoModule = {
    .nm_version =1,
    .nm_flags = 0,
    .nm_filename = nullptr,
    .nm_register_func = Init,
    .nm_modname = "libadd",
    .nm_priv = ((void*)0),
    .reserved = { 0 },
};

extern "C" __attribute__((constructor)) void RegisterHelloModule(void)
{
    napi_module_register(&demoModule);
}

　　

2、 接口定义

接口定义是固定写法，在napi_property_descriptor desc[]中，我们需要将编写的“hyPotC”方法（从左至右第三个参数）与对应暴露的接口“hyPot”接口（从左至右第一个参数）进行关联，其他参考示例默认填写即可。如下所示，其中Add对应的是Native C++的接口，其应用端的接口对应为add，NAPI通过napi_define_properties接口将napi_property_descriptor结构体中的2个接口绑定在一起，并通过exports变量对外导出，使应用层可以调用add方法。

EXTERN_C_START
static napi_value Init(napi_env env, napi_value exports)
{
    napi_property_descriptor desc[] = {
        { "add", nullptr, Add, nullptr, nullptr, nullptr, napi_default, nullptr }
    };
    napi_define_properties(env, exports, sizeof(desc) / sizeof(desc[0]), desc);
    return exports;
}
EXTERN_C_END

　　

3、 接口实现

#include "napi/native_api.h"
static napi_value Add(napi_env env, napi_callback_info info)
{
    size_t requireArgc = 2;
    size_t argc = 2;
    napi_value args[2] = {nullptr};
    napi_get_cb_info(env, info, &argc, args , nullptr, nullptr);
    napi_valuetype valuetype0;
    napi_typeof(env, args[0], &valuetype0);
    napi_valuetype valuetype1;
    napi_typeof(env, args[1], &valuetype1);
    double value0;
    napi_get_value_double(env, args[0], &value0);
    double value1;
    napi_get_value_double(env, args[1], &value1);
    napi_value sum;
    napi_create_double(env, value0 + value1, &sum);
    return sum;
}

　　

4、 接口对外配置

4.1、修改index.d.ts用于对外提供方法、说明（名字可以更改，点击方法可以直接链接到index.d.ts）。

export const add: (a: number, b: number) => number;

　　

4.2、在package.json文件中将index.d.ts与cpp文件关联起来。

{
  "name": "libadd.so",
  "types": "./index.d.ts"
}

　　

4.3、CMakeLists.txt配置CMake打包参数，CMakeLists.txt是CMake打包的配置文件，里面的大部分内容无需修改，project、add_library方法中的内容可以根据实际情况修改。

# the minimum version of CMake.
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
project(MyApplication)

set(NATIVERENDER_ROOT_PATH ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})

include_directories(${NATIVERENDER_ROOT_PATH}
                    ${NATIVERENDER_ROOT_PATH}/include)

add_library(add SHARED add.cpp)
target_link_libraries(add PUBLIC libace_napi.z.so)

　　

ArkTS端实现

界面整体规划效果如下图所示：

界面实现部分代码，具体请查看源码（见参考链接源码路径）。

@Entry
@Component
struct Index {
  ...
  build() {
    Row() {
      Column() {
      }
      .width('100%')
    }
    .height('100%')
  }
}

　　

ArkTS调用C++方法流程

在ArkTS调用C++流程的过程中，需要使用到Node_API、Cmake等工具来做中间转换，整个流程如下：

(1) add.cpp源码用来编写C++代码，并通过index.d.ts文件对外提供接口。

(2) C++代码通过Cmake打包工具打包成动态链接库SO文件。

(3) arkTs端index.ets源码通过引入SO包的方式去调用SO文件中的接口，最终通过hivgor一起打包成可执行的xxx.hap包。

1、导入SO包

在index.ets文件中引入编译好的SO包。

import libAdd from 'libadd.so'

　　

2、添加点击事件

Button组件添加点击事件，调用libadd.so中的方法。

Button(this.buttonSubmit)
    .fontSize(40)
    .fontWeight(FontWeight.Bold)
    .margin({top:5})
    .height(100)
    .width(200)
    .onClick(() => {
        this.result = libAdd.add(this.num1,this.num2)
 })

　　

3、hivgor打包

hivgor打包将SO文件与eTS代码一起打包成hap包。

4、安装hap包

点击""按钮安装hap包运行。

总结

通过本篇介绍，我们了解了C++代码如何与ArkTS实现关联，ArkTS如何调用SO包中的接口等，同时也掌握了C++代码的具体编写与打包流程。

参考链接

DevEco Studio安装和开发环境配置

https://gitee.com/openharmony/docs/blob/master/zh-cn/application-dev/quick-start/start-overview.md#%E5%B7%A5%E5%85%B7%E5%87%86%E5%A4%87

源码路径

https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge/tree/knowledge/typical_demo/NativeApp

NAPI课程学习路径

https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_temp/tree/master/docs/napi%E7%B3%BB%E5%88%97%E5%AD%A6%E4%B9%A0