OpenHarmony NAPI 移植第三方 SO 库 cJSON｜WSL2 交叉编译 + 真机调通

望南288

24人浏览 · 2026-08-24 16:20:15

望南288 · 2026-08-24 16:20:15 发布

环境清单：

宿主机：Windows
虚拟机：WSL2 Ubuntu‑22.04
目标设备：OpenHarmony 真机（arm64‑v8a）
第三方库：cJSON v1.7.19
工具链：OpenHarmony SDK clang 交叉编译工具

一、WSL2 虚拟机环境准备

本人已提前配置好完整 OpenHarmony 源码编译环境（HPBUILD），可以直接编译适配鸿蒙系统的第三方组件。

进入 OpenHarmony 源码编译工作目录，切换到 lycium 编译工程目录，该目录用来存放第三方组件源码与 BUILD.gn 编译脚本。

重点：不能使用 WSL 本机 gcc 编译器，必须使用鸿蒙 HB 框架自带 clang 交叉工具链，否则生成 x86 架构库，鸿蒙开发板无法加载运行。

二、导入 cJSON 源码并配置编译脚本

把 cJSON 源码放置到 lycium 工程内，编写对应的BUILD.gn编译脚本，让鸿蒙 hb 编译工具识别源码，完成交叉编译配置。脚本配置指定编译输出动态库libcjson.so，导出头文件，关闭测试程序与示例代码，只保留核心库代码。

三、执行 HPBUILD 交叉编译

在 WSL 终端执行 hb 构建命令，读取 BUILD.gn 配置，触发 cJSON 的交叉编译。

编译完成后输出路径：lycium/usr/cJSON/arm64‑v8a/

目录下产物：

include/cjson/cJSON.h：库头文件
lib/libcjson.so：核心动态库
lib/libcjson.so.*：一系列软链接文件，Windows 无法识别，工程中不需要使用

四、WSL 文件导出到 Windows（供 DevEco 使用）

我使用cp命令将编译产出从 WSL 内部目录复制到 Windows 磁盘映射目录 /mnt/d/

# 将头文件复制到Windows D盘的输出文件夹
cp include/cjson/cJSON.h /mnt/d/ohos_cjson_out/
# 将真实so实体库复制过去，不复制软链接
cp lib/libcjson.so /mnt/d/ohos_cjson_out/

只复制两份核心文件，所有软链接文件全部舍弃不要拷贝：

include/cjson/cJSON.h 头文件
lib/libcjson.so 动态库

复制出来的头文件和 so 库，后续拷贝到 DevEco Studio NAPI 工程目录下使用。

五、DevEco Studio 工程适配

5.1 创建 NAPI 原生工程

1. 打开 DevEco Studio → File → New → Create Project

2. 模板选择 Native C++

3. 新建完成后工程自带两个关键文件，它们就是 NAPI 的骨架：

- entry/src/main/cpp/napi_init.cpp — NAPI 入口（模板自带一个 add 示例函数）

- entry/src/main/cpp/CMakeLists.txt — CMake 构建脚本

5.2 导入 cJSON 头文件与动态库

把上篇编译产出的两个文件拷贝到工程对应位置（注意目录层级，见踩坑问题 3）：

MyApplication/
└── entry/
    ├── libs/
    │   └── arm64-v8a/                 ← 原生库目录（按 ABI 分目录）
    │       ├── libcjson.so            ← 从 WSL 复制来的动态库
    │       └── libcjson.so.1          ← ⚠️ 必须再复制一份！见踩坑问题 1
    └── src/main/cpp/
        └── include/
            └── cjson/
                └── cJSON.h            ← 头文件（保留 cjson 二级目录，不要压平）

> ⚠️ libcjson.so.1 从哪来：直接把 libcjson.so 复制一份改名为 libcjson.so.1 即可（两个文件内容相同）。

5.3 修改 CMakeLists.txt 链接三方库

entry/src/main/cpp/CMakeLists.txt 完整内容：

# the minimum version of CMake.
cmake_minimum_required(VERSION 3.5.0)
project(MyApplication)


set(NATIVERENDER_ROOT_PATH ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})


if(DEFINED PACKAGE_FIND_FILE)
    include(${PACKAGE_FIND_FILE})
endif()


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


# cJSON 三方库：预编译产物位于 entry/libs/${OHOS_ARCH}/libcjson.so
set(CJSON_LIB_PATH ${NATIVERENDER_ROOT_PATH}/../../../libs/${OHOS_ARCH})


add_library(entry SHARED napi_init.cpp)
target_link_libraries(entry PUBLIC libace_napi.z.so)
target_link_directories(entry PUBLIC ${CJSON_LIB_PATH})
target_link_libraries(entry PUBLIC cjson)

说明：

- include_directories 让 #include "cjson/cJSON.h" 能找到头文件；

- ${OHOS_ARCH} 是鸿蒙 CMake 工具链提供的变量（arm64-v8a / x86_64），DevEco 构建时自动注入；

- target_link_directories + target_link_libraries(... cjson) 链接 libcjson.so；

- 相对路径层级：${NATIVERENDER_ROOT_PATH} 是 entry/src/main/cpp，到 entry/libs 需要 ../../../libs（往上三级），少一级就会链接报错 unable to find library -lcjson（见踩坑问题 2）。

5.4 编写 NAPI 封装代码（napi_init.cpp）

设计思路——高层便捷封装：不在 ArkTS 侧暴露 cJSON 句柄，而是把 cJSON 树与 JS 对象做双向递归翻译，ArkTS 用起来和原生 JSON 一样自然，内存由 C++ 侧统一管理（cJSON_Delete / cJSON_free）。

对外只暴露 3 个函数：

| 接口 | 说明 
|---|---|
| version(): string | 返回 cJSON 版本号 |
| parse(json: string): object \| null | 解析 JSON 字符串为 JS 对象，失败返回 null |
| stringify(value): string | 把 JS 对象序列化为 JSON 字符串，含不可序列化类型时抛TypeError

entry/src/main/cpp/napi_init.cpp 完整内容：

#include "napi/native_api.h"
#include "cjson/cJSON.h"
#include <vector>


// ---------- cJSON 节点 -> JS 值（递归） ----------
static napi_value CJsonToJsValue(napi_env env, const cJSON *item)
{
    if (item == nullptr) {
        napi_value nullVal;
        napi_get_null(env, &nullVal);
        return nullVal;
    }


    napi_value result = nullptr;
    if (cJSON_IsTrue(item)) {
        napi_get_boolean(env, true, &result);
    } else if (cJSON_IsFalse(item)) {
        napi_get_boolean(env, false, &result);
    } else if (cJSON_IsNull(item)) {
        napi_get_null(env, &result);
    } else if (cJSON_IsNumber(item)) {
        napi_create_double(env, cJSON_GetNumberValue(item), &result);
    } else if (cJSON_IsString(item)) {
        napi_create_string_utf8(env, cJSON_GetStringValue(item), NAPI_AUTO_LENGTH, &result);
    } else if (cJSON_IsArray(item)) {
        int size = cJSON_GetArraySize(item);
        napi_create_array_with_length(env, size, &result);
        int index = 0;
        cJSON *child = nullptr;
        cJSON_ArrayForEach(child, item) {
            napi_value elem = CJsonToJsValue(env, child);
            napi_set_element(env, result, index++, elem);
        }
    } else if (cJSON_IsObject(item)) {
        napi_create_object(env, &result);
        cJSON *child = nullptr;
        cJSON_ArrayForEach(child, item) {
            napi_value elem = CJsonToJsValue(env, child);
            napi_set_named_property(env, result, child->string, elem);
        }
    } else {
        // cJSON_Raw / Invalid 等兜底为 null
        napi_get_null(env, &result);
    }
    return result;
}


// ---------- JS 值 -> cJSON 节点（递归） ----------
static cJSON *JsValueToCJson(napi_env env, napi_value value)
{
    napi_valuetype type;
    napi_typeof(env, value, &type);


    switch (type) {
        case napi_undefined:
        case napi_null: {
            return cJSON_CreateNull();
        }
        case napi_boolean: {
            bool b = false;
            napi_get_value_bool(env, value, &b);
            return cJSON_CreateBool(b ? 1 : 0);
        }
        case napi_number: {
            double d = 0;
            napi_get_value_double(env, value, &d);
            return cJSON_CreateNumber(d);
        }
        case napi_string: {
            size_t len = 0;
            napi_get_value_string_utf8(env, value, nullptr, 0, &len);
            std::vector<char> buf(len + 1);
            napi_get_value_string_utf8(env, value, buf.data(), len + 1, &len);
            return cJSON_CreateString(buf.data());
        }
        case napi_object: {
            bool isArray = false;
            napi_is_array(env, value, &isArray);


            if (isArray) {
                uint32_t length = 0;
                napi_get_array_length(env, value, &length);
                cJSON *arr = cJSON_CreateArray();
                for (uint32_t i = 0; i < length; i++) {
                    napi_value item = nullptr;
                    napi_get_element(env, value, i, &item);
                    cJSON *citem = JsValueToCJson(env, item);
                    if (citem == nullptr || !cJSON_AddItemToArray(arr, citem)) {
                        cJSON_Delete(citem);
                        cJSON_Delete(arr);
                        return nullptr;
                    }
                }
                return arr;
            }


            napi_value names = nullptr;
            napi_get_property_names(env, value, &names);
            uint32_t count = 0;
            napi_get_array_length(env, names, &count);
            cJSON *obj = cJSON_CreateObject();
            for (uint32_t i = 0; i < count; i++) {
                napi_value name = nullptr;
                napi_value prop = nullptr;
                napi_get_element(env, names, i, &name);
                napi_get_property(env, value, name, &prop);


                size_t nlen = 0;
                napi_get_value_string_utf8(env, name, nullptr, 0, &nlen);
                std::vector<char> nbuf(nlen + 1);
                napi_get_value_string_utf8(env, name, nbuf.data(), nlen + 1, &nlen);


                cJSON *cprop = JsValueToCJson(env, prop);
                if (cprop == nullptr || !cJSON_AddItemToObject(obj, nbuf.data(), cprop)) {
                    cJSON_Delete(cprop);
                    cJSON_Delete(obj);
                    return nullptr;
                }
            }
            return obj;
        }
        default: {
            // function / symbol / external 等不可序列化类型
            return nullptr;
        }
    }
}


// ---------- NAPI 导出函数 ----------


// version(): string
static napi_value Version(napi_env env, napi_callback_info info)
{
    napi_value result;
    napi_create_string_utf8(env, cJSON_Version(), NAPI_AUTO_LENGTH, &result);
    return result;
}


// parse(json: string): object | null —— 解析失败返回 null
static napi_value Parse(napi_env env, napi_callback_info info)
{

    size_t argc = 1;
    napi_value args[1] = {nullptr};
    napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, nullptr, nullptr);


    napi_value nullVal = nullptr;
    napi_get_null(env, &nullVal);
    if (argc < 1) {
        napi_throw_type_error(env, nullptr, "parse: expected 1 argument (string)");
        return nullptr;
    }


    size_t len = 0;
    napi_get_value_string_utf8(env, args[0], nullptr, 0, &len);
    if (len == 0) {
        napi_throw_type_error(env, nullptr, "parse: argument must be a non-empty string");
        return nullptr;
    }
    std::vector<char> buf(len + 1);
    napi_get_value_string_utf8(env, args[0], buf.data(), len + 1, &len);


    cJSON *root = cJSON_Parse(buf.data());
    if (root == nullptr) {
        return nullVal;
    }


    napi_value result = CJsonToJsValue(env, root);
    cJSON_Delete(root);
    return result;
}


// stringify(value: object | string | number | boolean | null | Array): string
static napi_value Stringify(napi_env env, napi_callback_info info)
{
    size_t argc = 1;
    napi_value args[1] = {nullptr};
    napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, nullptr, nullptr);


    if (argc < 1) {
        napi_throw_type_error(env, nullptr, "stringify: expected 1 argument");
        return nullptr;
    }


    cJSON *root = JsValueToCJson(env, args[0]);
    if (root == nullptr) {
        napi_throw_type_error(env, nullptr, "stringify: value contains unsupported type");
        return nullptr;
    }


    char *text = cJSON_PrintUnformatted(root);
    cJSON_Delete(root);
    if (text == nullptr) {
        napi_throw_error(env, nullptr, "stringify: cJSON_Print failed");
        return nullptr;
    }


    napi_value result;
    napi_create_string_utf8(env, text, NAPI_AUTO_LENGTH, &result);
    cJSON_free(text);
    return result;
}


EXTERN_C_START
static napi_value Init(napi_env env, napi_value exports)
{
    napi_property_descriptor desc[] = {
        { "version", nullptr, Version, nullptr, nullptr, nullptr, napi_default, nullptr },
        { "parse", nullptr, Parse, nullptr, nullptr, nullptr, napi_default, nullptr },
        { "stringify", nullptr, Stringify, nullptr, nullptr, nullptr, napi_default, nullptr },
    };
    napi_define_properties(env, exports, sizeof(desc) / sizeof(desc[0]), desc);
    return exports;
}
EXTERN_C_END


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


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

> 注意：cJSON 的 cJSON_ArrayForEach`宏在 C++ 下必须先声明迭代变量（cJSON *child = nullptr;），否则编译报 use of undeclared identifier 'child'。

5.5 更新类型声明 Index.d.ts

entry/src/main/cpp/types/libentry/Index.d.ts 完整内容：

export const version: () => string;
export const parse: (json: string) => object | null;
export const stringify: (value: object | string | number | boolean | null | undefined) => string;

5.6 ArkTS 页面调用演示

entry/src/main/ets/pages/Index.ets 完整内容（启动即演示，无需点击）：

import { hilog } from '@kit.PerformanceAnalysisKit';
import testNapi from 'libentry.so';


const DOMAIN = 0x0000;


@Entry
@Component
struct Index {
  @State message: string = 'cJSON 初始化中...';


  aboutToAppear(): void {
    this.runCjsonDemo();
  }


  runCjsonDemo(): void {
    try {
      // 步骤 1：version
      this.message = '步骤 1/3: 调用 version()...';
      const v: string = testNapi.version();
      hilog.info(DOMAIN, 'testTag', 'step1 version = %{public}s', v);


      // 步骤 2：parse
      this.message = '步骤 2/3: 调用 parse()...';
      const jsonStr: string = '{"name":"HarmonyOS","version":"5.0","list":[1,2,3],"enabled":true,"note":null}';
      const obj = testNapi.parse(jsonStr);
      const name = (obj as Record<string, Object>)['name'];
      hilog.info(DOMAIN, 'testTag', 'step2 parse ok, name = %{public}s', String(name));


      // 步骤 3：stringify
      this.message = '步骤 3/3: 调用 stringify()...';
      const backToJson: string = testNapi.stringify(obj);
      hilog.info(DOMAIN, 'testTag', 'step3 stringify = %{public}s', backToJson);


      this.message = 'cJSON v' + v + '  name=' + name + '\n\n' + backToJson;
    } catch (e) {
      const errMsg = ((e as Error).message !== undefined) ? (e as Error).message : JSON.stringify(e);
      this.message = '调用失败于: ' + this.message + '\n\n' + errMsg;
      hilog.error(DOMAIN, 'testTag', 'cjson demo failed, errMsg = %{public}s', errMsg);
    }
  }


  build() {
    Row() {
      Column() {
        Text(this.message)
          .fontSize($r('app.float.page_text_font_size'))
          .fontWeight(FontWeight.Bold)
          .onClick(() => {
            // 点击可重新执行演示
            this.runCjsonDemo();
          })
      }
      .width('100%')
    }
    .height('100%')
  }
}

六、构建与运行验证

6.1 IDE 构建

DevEco 菜单：Build → Build Hap(s)/App(s)，或直接点工具栏绿色 ▶ 运行到真机。底部 Build 面板出现 `BUILD SUCCESSFUL` 即构建成功。

6.2 真机运行验证

连接 OpenHarmony 真机后运行，手机屏幕显示：

cJSON v1.7.19  name=HarmonyOS
{"name":"HarmonyOS","version":"5.0","list":[1,2,3],"enabled":true,"note":null}

看到这行即代表：version() 调用成功、parse()解析正确、stringify() 序列化往返一致——三方库适配打通。

七、自动化测试（ohosTest）

7.1 编写测试用例

entry/src/ohosTest/ets/test/Ability.test.ets 中追加 cjsonNapiTest 套件：

import { hilog } from '@kit.PerformanceAnalysisKit';
import { describe, beforeAll, beforeEach, afterEach, afterAll, it, expect } from '@ohos/hypium';
import testNapi from 'libentry.so';


const DOMAIN = 0x0000;


export default function abilityTest() {
  describe('ActsAbilityTest', () => {
    // 模板自带用例（省略骨架，保留即可）
    it('assertContain', 0, () => {
      let a = 'abc';
      let b = 'b';
      expect(a).assertContain(b);
      expect(a).assertEqual(a);
    })
  })


  describe('cjsonNapiTest', () => {
    // cJSON 三方库 NAPI 高层封装自动化验证（真机 ohosTest）


    it('version_returns_1_7_19', 0, () => {
      const v: string = testNapi.version();
      expect(v).assertEqual('1.7.19');
    })


    it('parse_returns_object_fields', 0, () => {
      const obj = testNapi.parse('{"name":"HarmonyOS","version":"5.0","list":[1,2,3],"enabled":true,"note":null}');
      expect(obj).assertInstanceOf('Object');
      const rec = obj as Record<string, Object>;
      expect(rec['name']).assertEqual('HarmonyOS');
      expect(rec['version']).assertEqual('5.0');
      expect(rec['enabled']).assertEqual(true);
      expect(rec['note']).assertNull();
      const list = rec['list'] as Array<number>;
      expect(list.length).assertEqual(3);
      expect(list[0]).assertEqual(1);
      expect(list[2]).assertEqual(3);
    })


    it('parse_invalid_json_returns_null', 0, () => {
      const obj = testNapi.parse('{invalid json');
      expect(obj).assertNull();
    })


    it('stringify_roundtrip_preserves_data', 0, () => {
      const src: string = '{"name":"HarmonyOS","enabled":true,"list":[1,2,3]}';
      const obj = testNapi.parse(src);
      const out: string = testNapi.stringify(obj);
      const obj2 = testNapi.parse(out) as Record<string, Object>;
      expect(obj2['name']).assertEqual('HarmonyOS');
      expect(obj2['enabled']).assertEqual(true);
      const list = obj2['list'] as Array<number>;
      expect(list.length).assertEqual(3);
      expect(list[1]).assertEqual(2);
    })


    it('stringify_primitive_values', 0, () => {
      expect(testNapi.stringify('hello')).assertEqual('"hello"');
      expect(testNapi.stringify(3.14)).assertEqual('3.14');
      expect(testNapi.stringify(true)).assertEqual('true');
      expect(testNapi.stringify(null)).assertEqual('null');
    })
  })
}

8.3 mock 文件（ohosTest 默认走 mock，需与真实行为对齐）

entry/src/mock/Libentry.mock.ets完整内容：

const NativeMock: Record<string, Object | null> = {
  'version': (): string => '1.7.19',
  'parse': (json: string): Object | null => {
    try {
      return JSON.parse(json);
    } catch (e) {
      // 与真实 cJSON 行为对齐：解析失败返回 null 而非抛异常
      return null;
    }
  },
  'stringify': (value: Object): string => {
    return JSON.stringify(value);
  },
};
export default NativeMock;

> DevEco 模板自带 @ohos/hamock + mock-config.json5，ohosTest 构建默认启用 mock。mock 的 parse必须和真实 cJSON 一样"失败返回 null"（原生 JSON.parse`是抛异常），否则用例失败。这是测试验证接口契约，真机页面演示验证的是真实 NAPI。

7.3 运行测试

打开 Ability.test.ets → 点击 describe('cjsonNapiTest', ...)`行号旁的绿色 ▶ → Run 'Ability.test'。底部 Run 窗口出现测试树，6 个用例全绿即通过。

八、编译过程踩坑记录

问题 1：架构错误，设备运行提示找不到库

原因：误用 WSL 本机 gcc 编译，生成 x86 架构库，ARM 鸿蒙设备不识别。解决：必须使用 OpenHarmony HB 编译框架做交叉编译。

问题 2：拷贝软链接文件到 Windows 出现异常

原因：编译生成.so.1、.so.1.7.19软链接，Windows 不支持 Linux 软链接。解决：仅复制实体文件libcjson.so，全部软链接丢弃。

问题 3：工程编译提示找不到 cJSON.h 头文件

原因：cJSON 头文件自带cjson二级目录，拷贝时目录层级被破坏。解决：保留原始层级，include/cjson/cJSON.h不要直接把 h 文件直接丢到根目录。

九、DevEco 侧踩坑记录（真实问题）

问题 1：真机报 cannot read property version of undefined，页面调用失败
原因：libcjson.so 的 SONAME 是 libcjson.so.1（Linux 发行版版本化命名）。链接时编译器把 SONAME 写进 libentry.so 的 DT_NEEDED，真机加载 libentry.so 时按 libcjson.so.1 查找依赖，而包里只有 libcjson.so，导致整个原生模块 dlopen 失败。用 llvm-readobj --dynamic-table libentry.so 可以看到 NEEDED libcjson.so.1，而 HAP 里只有 libcjson.so。
解决：把 libcjson.so 复制一份命名为 libcjson.so.1 放入 entry/libs/arm64-v8a/，重新构建。

问题 2：构建报 ld.lld: error: unable to find library -lcjson
原因：CMake 相对路径层级算错。${NATIVERENDER_ROOT_PATH} 是 entry/src/main/cpp，到 entry/libs 需要往上三级，写成两级 ../../libs 会解析成不存在的 entry/src/libs 目录。
解决：改为 ${NATIVERENDER_ROOT_PATH}/../../../libs/${OHOS_ARCH}，即 set(CJSON_LIB_PATH ${NATIVERENDER_ROOT_PATH}/../../../libs/${OHOS_ARCH})。

问题 3：ArkTS 严格模式编译报错
原因：ArkTS 严格模式不允许箭头函数省略返回类型（arkts-no-implicit-return-types），也不允许使用 any/unknown（arkts-no-any-unknown）。mock 里 'version': () => '1.7.19' 没写返回类型；返回 null 时写 null as Object 被拒，改 null as unknown as Object 也被拒。
解决：箭头函数显式写返回类型，如 'version': (): string => '1.7.19'；需要返回 null 时把函数返回类型声明为 Object | null，直接 return null，不使用 any/unknown 断言。

问题 4：ohosTest 测试里 parse_invalid_json_returns_null 用例失败
原因：ohosTest 构建默认启用 mock（模板自带 @ohos/hamock 和 mock-config.json5），测试实际调用的是 mock 的 JSON.parse，而 JSON.parse 对非法 JSON 抛异常，真实 cJSON 的 parse 返回 null，行为不一致。且 mock 文件只在 ohosTest 构建时编译，default 构建不报错，容易被忽略。
解决：mock 的 parse 加 try/catch，解析失败返回 null，与真实 cJSON 契约对齐。

至此，cJSON 三方库完成了「WSL2 交叉编译 → DevEco NAPI 封装 → 真机运行 → 自动化测试」的完整适配闭环。核心经验：so 的 SONAME 必须与包内文件名一致、CMake 相对路径要算准层级、ArkTS 严格模式要显式写类型。后续如需扩展（格式化输出、错误定位、其他 ABI），在这个骨架上加函数即可。

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在移动互联网与智能穿戴设备高度普及的今天，"习惯养成"已经从一个模糊的自我管理理念，演变为一个可量化、可追踪、可视化的数字化产品赛道。越来越多的人希望借助手中的智能终端，把"早起、冥想、阅读、运动"这些抽象的自律行为，转化为一条条清晰的数据曲线和一张张可触摸的打卡卡片。而鸿蒙生态（HarmonyOS）凭借其跨设备协同、分布式软总线以及声明式 UI 开发框架 ArkUI，为这类注重"轻量化交互 +