Android NDK 初探

Dear 丶 2022-06-13 06:27 222阅读 0赞

# 1.Android NDK 介绍 #

> NDK（Native Develop Kit 原生开发工具包）是一组可让在 Android 应用中利用 C 和 C++ 代码的工具。 可以直接将C和C++代码写在项目里，直接构建，也可以使用其他人开发好的C 或者C++库构建自己的项目。

什么情况下需要NDK：

*  计算密集型应用，例如游戏或物理模拟等性能关键项目。
 *  重用已经存在的 C 或 C++ 库。
 *  有时为了防止算法等机密泄漏

# 2.创建一个包含C++代码的Android 程序 #

环境 1

使用 Android Studio 2.3.3 (需要2.2以后版本)

**gradle**  插件 2.3.3（需要2.2.0以后版本）

已经安装了 **NDK**

**CMake**  一款外部构建工具，可与 Gradle 搭配使用来构建原生库。如果您只计划使用 ndk-build，则不需要此组件。

**LLDB**  一种调试程序，Android Studio 使用它来调试原生代码。  
以上可以从 Tools > Android > SDK Manager 中下载安装（注意科学上网）

创建 2

1  
![创建支持C++文件的项目][C]

2  
中间各种下一步，直到下面这个页面  
![这里写图片描述][SouthEast]

*  **C++ Standard**使用下拉列表选择您希望使用哪种 C++ 标准。选择 Toolchain Default 会使用默认的 CMake 设置。
 *  **Exceptions Support**如果您希望启用对 C++ 异常处理的支持，请选中此复选框。如果启用此复选框，Android  
    Studio 会将 -fexceptions 标志添加到模块级 build.gradle 文件的 cppFlags 中，Gradle 会将其传递到 CMake。
 *  **Runtime Type Information Support**如果您希望支持 RTTI，请选中此复选框。如果启用此复选框，Android Studio 会将 -frtti 标志添加到模块级 build.gradle 文件的 cppFlags 中，Gradle 会将其传递到 CMake。  
    点击完成按钮，一个牛逼哄哄的程序就出来了,点击运行按钮就会看到运行结果

# 3 程序剖析 #

1.文件结构  
![这里写图片描述][SouthEast 1]

src/main/cpp/native-lib.cpp 就是我们的C++文件，这里面编写我们要实现的原生方法，然后从我们的MainActivity里通过JNI 来调用。

2.代码剖析

*  native-lib.cpp 文件

#include <jni.h>
    #include <string>
    
    extern "C"
    JNIEXPORT jstring JNICALL
    Java_com_ss007_myfirstndkapp_MainActivity_stringFromJNI(JNIEnv *env,jobject /* this */)
    {
        std::string hello = "Hello from C++";
        return env->NewStringUTF(hello.c_str());
    }

代码很简单，包括了两个头文件，声明并实现了一个方法，这个方法供Java调用。作用就是返回一个字符串”Hello from C++”给调用者。（关于方法的声明规则请参考[JNI][]相关）

*  MainActivity 文件

package com.ss007.myfirstndkapp;
    
    import android.app.Activity;
    import android.os.Bundle;
    import android.widget.TextView;
    
    public class MainActivity extends Activity { 
        //加载'native-lib' 和'my-lib'两个库
        static
        {
            System.loadLibrary("native-lib");
            System.loadLibrary("my-lib");
        }
    
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState)
        {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);
            TextView tv = (TextView) findViewById(R.id.sample_text);
            tv.setText(String.format("调用native-lib（从源码构建的库） 库中的stringFromJNI函数返回值》%s%n%n调用my-lib(预构建的库)sum函数返回值》%s ",
                     stringFromJNI(),sum(30,20)));
        }
    
        /** * native-lib 中实现的方法 * @return */
        public native String stringFromJNI();
    
        /** * my-lib 中实现的方法 * @param a * @param b * @return */
        public native int sum(int a,int b);
    }

这一切是什么发生的呢，关键在**CMake**。如图所示，你需要将**CMark**文件配置到模块Gradle中

![图][SouthEast 2]

CMakeList.txt 文件

# 需要获取更多关于CMake的知识请移步到: https://d.android.com/studio/projects/add-native-code.html
    
    #根据你的需要设置要使用CMake的最低版本，版本之间包含的功能有区别
    cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
    
    #创建一个库，三个参数意义：1：库名称；2：库类型，是static的还是shared的；3：要编译为库的源文件
    #多次调用这个函数会生成多个库，而且Gradle会自动将Shared类型的库打包到Apk中
    add_library( # Sets the name of the library.
                 native-lib
    
                 # Sets the library as a shared library.
                 SHARED
    
                 # Provides a relative path to your source file(s).
                 src/main/cpp/native-lib.cpp )
    
    # 如果C++有头文件，最好还是在这边声明一下路径
    include_directories(src/main/cpp/include/)
    
    
    #********************************NDK API start**********************************
    #Android 平台包含了很多预编译的库，CMake会搜索这些库所在的路径，所以你只需提供库名称CMake就可以找到这些库
    #find_library 找到目标库（此处为log库）并申明一个变量（log-lib），将这个库的路径存储在这个变量中，以供其他地方使用
    find_library( # Sets the name of the path variable.
                  log-lib
    
                  # Specifies the name of the NDK library that
                  # you want CMake to locate.
                  log )
    
    #为了使我们自己生成的原生库native-lib 可以调用NDK 中的log库的函数，需要将原生库链接到log库中
    #参数意义：1：要目标库 2：find_library 中找到的库
    target_link_libraries( # Specifies the target library.
                           native-lib
    
                           # Links the target library to the log library included in the NDK.
                           ${log-lib} )
    
    #我们不仅可以通过上面的方法使用NDK中编译好的库，也可以使用NDK中的源代码文件
    #add_library( app-glue
    
                 #STATIC
    
                 #${ANDROID_NDK}/sources/android/native_app_glue/android_native_app_glue.c )
    # You need to link static libraries against your shared native library.
    #target_link_libraries( native-lib app-glue ${log-lib} )
    #********************************NDK API end**********************************
    
    #********************************使用第三方库 start**********************************
    add_library( #给导入的库定义一个变量，以便下面函数调用
                 imported-lib
                 SHARED
                 IMPORTED )
    set_target_properties( # Specifies the target library.
                           imported-lib
    
                           # Specifies the parameter you want to define.
                           PROPERTIES IMPORTED_LOCATION
    
                           # Provides the path to the library you want to import.
                           src/main/jniLibs/${ANDROID_ABI}/my-lib.so )
    #********************************使用第三方库 end**********************************

具体如何构建，我已经在CMarkLists.txt 文件做了详细的注释。

> **note** 为了演示 my-lib.so 我只是生成了 armeabi 架构的，如果想了解更多CPU 架构的知识，参考[ABI 管理][ABI]

[源代码下载][Link 1]

[C]: /images/20220613/0346480241eb40779cb556f660734bf9.png
[SouthEast]: /images/20220613/6cd3ee7f56c64b26a07e3c09d8aae7d2.png
[SouthEast 1]: /images/20220613/c7479e2783944c83a226242109979334.png
[JNI]: http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/jni/spec/functions.html
[SouthEast 2]: /images/20220613/4c309494922143e9a4976264755e25d7.png
[ABI]: https://developer.android.com/ndk/guides/abis.html
[Link 1]: https://github.com/shusheng007/AndroidNdk