Android小白成長之初級篇：NDK配置

AndroidNDK （ Native Development Kit ）實際上屬於 JNI （ Java Native Interface ）的一部分， JNI 就是容許 Java 代碼和其餘語言寫的代碼進行交互。 Android 基於 Java 平臺，天然也是支持這個特徵了，所以 Android NDK 就是支持在 Android 平臺上使用 Java 語言調用採用 C/C++ 編譯的庫文件的一系列工具。

1. 下載：

NDK 的下載頁面爲：http://developer.android.com/sdk/ndk/index.html ，當前最新版本爲r8 ，以下圖所示：

2012-6-20 18:17 上傳

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前面咱們說過Android SDK支持三種平臺，這裏相應的Android NDK也是分爲三種平臺Windows、Linux和 Mac OS X。其中Mac OS X 後面的括號中給出Intel。說明僅支持英特爾的硬件平臺，即在英特爾的電腦上安裝的Mac OS X系統才能使用該NDK，早期的蘋果電腦使用的是非英特爾的硬件平臺，因此這個對於蘋果電腦用戶而言須要是注意的。Linux平臺後面的括號中給出x86，說明只支持運行在x86體系上的Linux平臺。固然Windows平臺早期還支持Alpha處理器，後來的版本就只支持x86體系了。鼠標點擊連接後就開始下載相應的版本了。對Windows平臺有特殊情結的可使用Windows版本的NDK,固然須要Linux系統的模擬環境，最經常使用的就是Cygwin。蘋果迷就直接用Mac OS X版本的NDK就好了。大多數用戶，咱們仍是推薦使用Linux平臺的NDK，下面咱們就以Linux平臺的NDK來配置NDK的開發環境。對於Linux環境，Google官方推薦平臺是Ubuntu，咱們這裏用的是CentOS6.2版本，Linux不一樣版本對於開發來講大同小異，下面咱們就以CentOS6.2來進行配置NDK。

2.NDK 的目錄結構說明 ： 下載Linux 平臺的NDK 文件解壓縮後看到的目錄結構以下所示： 2012-6-20 18:25 上傳 下載附件 (11.63 KB) build ：進行編譯時用到的腳本和一些補丁 docs ：有關NDK 的相關文檔 platforms ：針對不一樣Android 發行版本進行編譯用到的頭文件和庫文件 prebuilt ：一些小工具，用於真正編譯前的預處理階段 samples ：給出了一些NDK 的例子 sources ：一些在編譯過程當中被腳本或其它工具用到的頭文件和庫文件 tests ：執行NDK 的自動化測試，確保NDK 正式發佈後可以正常運行 toolchains：具體進行編譯時的工具，包括對三種架構arm、mips和x86的支持 3.NDK 配置 這個版本NDK的配置比較簡單，前面的老版本還須要設置許多環境變量，這個版本不須要設置，直接解壓縮就能夠了。主目錄android-ndk-r8下有一個腳本文件ndk-build，這個就是進行編譯用的腳本程序。固然，若是運行腳本時不想輸入ndk-build的路徑的話能夠將其所在路徑加入到PATH環境變量中，具體的加入方式咱們在前面的「Linux平臺JDK安裝」一文中已經講過，在此就不重複了。要編譯的文件放在一個目錄下，通常就叫jni（也能夠叫別的名字），把這個目錄放在Android工程下，編譯後的庫文件缺省會自動放到Android工程的庫文件目錄libs中。咱們以NDK自帶的例子程序hello-jni爲例，以下圖所示： 2012-6-20 18:34 上傳 下載附件 (11.5 KB) 在jni的目錄中，包括編譯配置用的腳本文件和C/C++兩種文件，C/C++除了少許遵循JNI規範外，主要實際上都是Linux環境中C/C++編程而已。配置文件主要有兩個：Android.mk和Application.mk。咱們簡單說一下這兩個文件，通常的NDK開發就足夠了，想詳細瞭解的話能夠閱讀NDK中的相關文檔。 以hello-jni例子中Android.mk文件爲例，以下圖所示： 2012-6-20 18:36 上傳 下載附件 (4.34 KB) 上面兩條是相關的參數和環境變量設置，咱們不用管它。LOCAL_MODULE 右邊的hello-jni 是編譯後庫的名字，LOCAL_SRC_FILES 右邊的hello-jni.c 是C/C++ 源文件的名字，若是有多個源文件，只須要放在後面用空格隔開就好了，不須要把頭文件放進來。最下面的BUILD_SHARED_LIBRARY 表示編譯爲動態庫，若是要編譯爲靜態庫的話就應該是BUILD_STATIC_LIBRARY 。 文件Application.mk主要是對編譯的補充，以native-plasma例子中的Application.mk爲例，以下圖所示： 「APP_ABI 」的右邊指定了所支持的處理器架構，本次版本的NDK 支持arm 、x86 和mips 三種。缺省是按arm 架構編譯。APP_PLATFORM 的右邊指定的是Android 平臺的版本。缺省是按Android SDK 1.5 版本編譯，版本越高所提供的特性也越多，不過能適配的Android SDK 版本也就越少，意味着可以使用該應用的用戶也越少。 固然，NDK既支持Ｃ語言環境，也支持C++語言環境，不過對C++的特性支持要少一些，具體能夠看文檔中對C++支持的相關說明。另外在Android.mk和Application.mk中均可以加入對C/C++進行編譯的一些編譯選項，以例子san-angeles中的Android.mk文件爲例，以下圖所示： 2012-6-20 18:44 上傳 下載附件 (6.94 KB) 和前面的相比，這裏上邊多了LOCAL_CFLAGS，它的右邊就是編譯選項，這個例子中包括兩個ANDROID_NDK和DISABLE_IMPORTGL，每一個選項前加上-D做爲標識符。下邊多了LOCAL_LDLIBS，它的右邊是編譯中用到的庫，每一個庫名前加上-l做爲標識符。 本版本的NDK 中有多個例子，咱們簡要說明一下這些的例子的具體做用，便於你們對這些例子有一個初步認識，至少知道每一個例子引入的目的。 bitmap-plasma ： 如何在NDK 中使用bitmap 的例子，早期的NDK 版本不能直接使用bitmap ，後來的版本中增長了對bitmap 的支持。 hello-gl2 ： 在NDK 中如何使用OpenGLES 的運用 hello-jni ： 最基本的NDK 使用方式，經過NDK 獲取字符串而後在Android 應用中顯示出來 hello-neon ： 在NDK 中有關neon 的優化 module-exports ： 多個庫的調用方式。foo 被編譯爲靜態庫，bar 被編譯爲動態庫並調用了庫foo ，zoo 被編譯爲動態庫並調用了庫bar 。 native-activity ： 徹底用NDK 實現整個Android 程序 native-audio ： 在NDK 中有關音頻的操做 native-media ： 在NDK 中對視頻的操做 native-plasma ： 徹底用NDK 實現整個Android 程序而且提供了涉及plasma 的優化 san-angeles ： 移植到Android 平臺的OpenGL ES 的例子 test-libstdc++ ： 對C++ 的支持，但並不是支持C++ 的所有特徵 two-libs：兩個庫的使用，first爲靜態庫，second爲動態庫，而且second庫調用first庫 4.C 語言代碼實現： 咱們以NDK開發包中自帶的例子hello-jni來進行演示和說明。進入jni目錄下，運行ndk-build就能夠進行編譯了，以下圖所示： 2012-6-20 18:55 上傳 下載附件 (73.71 KB) 編譯後獲得庫libhello-jni.so ，以lib 字符做爲前綴，so 做爲後綴。實際在程序加載時要去掉這兩部分，即文件名稱在lib 和.so 中間的部分爲真正的庫名稱。須要說明的是和libhello-jni.so 文件在一塊兒的還有兩個文件gdb.setup 和gdbserver ，這兩個是用於NDK 調試的，在最後正式發佈apk 文件時這兩個文件時不須要的。具體NDK 的調試方法，咱們在後面會將，如今在這裏暫時不講。 在Eclipse中加載該例子，因爲該例子最開始不是Eclipse項目，須要建立新項目，選擇從源代碼方式建立，以下圖所示： 2012-6-20 19:02 上傳 下載附件 (54.01 KB) 建立後，以下圖所示： 2012-6-20 19:03 上傳 下載附件 (122.06 KB) Jni 目錄下文件hello-jni.c 以下圖所示： 2012-6-20 19:03 上傳 下載附件 (9.13 KB) 從上面兩幅圖能夠看到，hello-jni在Java環境中的類HelloJni中聲明的函數名爲stringFromJNI，前面要用到修飾符native，類HelloJni所在的包名爲com.example.hellojni，須要用函數System.loadLibrary加載lib庫libhello-jni.so，採用static修飾符確保只加載一次。而後按正常函數使用就好了。而在NDK這邊，即C語言這層，函數命名要遵循Java_包_類_函數的命名方式，中間用下劃線_進行鏈接，如上面所示，在包com.example.hellojni中的類HelloJni聲明爲stringFromJNI，則在C/C++文件中定義的函數名爲Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI，注意區分大小寫。函數能夠傳參數，本例子中沒有傳入參數，只是有返回參數，返回參數的數據類型爲jstring，即Java中的String類型。對於C/C++中與上面的Java環境打交道的數據類型能夠參照JNI，具體可訪問官方網站http:// java.sun.com/docs/books/jni/。對於函數Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI中的兩個參數env和thiz是系統必須的，若是須要輸入參數，必須再增長參數。這個例子運行的結果就是在文本控件(TextView)上面顯示Hello from JNI by C !，以下圖所示：

5.C++ 語言代碼實現：

咱們對上面的例子 hello-jni 稍微改動，更名爲 hello-jni-ex ，爲了以示區別把類名和包名也稍微修改了一下。 C++ 語言這種方法靈活性更好，固然，具體採用哪種根據本身的喜愛選擇。 Hello-jni-ex 以下圖所示：

2012-6-20 19:08 上傳

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程序運行結果以下圖所示：

2012-6-20 19:09 上傳

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有關NDK 的實現部分以下圖所示：

2012-6-20 19:10 上傳

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函數registerNativeMethods 和registerNatives ，以及JNI_OnLoad 裏邊的東西，咱們這邊暫時不講述，後面進一步講述NDK 開發時再詳細講述。咱們真正本身定義的NDK 函數是testStringFromJNI ，這個函數名稱不須要和上層Java 類中的native 聲明函數保持一致。須要保持一致的是對應的包名和類名，這個在變量classPathName 中定義了，定義爲：com/example/hellojniex/HelloJniEx 。在JNINativeMethod 類型的數組filterMethods 中創建上層Java 層面函數調用和NDK 層函數之間的映射關係。第一個變量stringFromJNI 爲在Java 層進行調用的函數名稱，第二個變量()Ljava/lang/String; 爲函數的參數和返回值，第三個變量(void*)testStringFromJNI 爲NDK 層函數名稱（實際就是函數指針）。第一個變量和第三個變量都很容易理解，第二個變量理解起來麻煩一些。（）中表示的是函數的參數類型，（）後面表示的是函數的返回參數類型。例如本例中的()Ljava/lang/String; 就表示沒有參數，返回String 類型。類型說明以下：

字符 Java類型 C類型

V void void
Z jboolean boolean
I jint int
J jlong long
D jdouble double
F jfloat float
B jbyte byte
C jchar char
S jshort short
數組則以"["開始，用兩個字符表示
[I jintArray int[]
[F jfloatArray float[]
[B jbyteArray byte[]
[C jcharArray char[]
[S jshortArray short[]
[D jdoubleArray double[]
[J jlongArray long[]
[Z jbooleanArray boolean[]

上面的都是基本類型。若是Java 函數的參數是class ，則以"L" 開頭，以";" 結尾中間是用"/" 隔開的包及類名。而其對應的C 函數名的參數則爲jobject. 一個例外是String 類，其對應的類爲jstring 。

Ljava/lang/String;String jstring
Ljava/net/Socket; Socket jobject

若是JAVA 函數位於一個嵌入類，則用$ 做爲類名間的分隔符。

例如 "(Ljava/lang/String;Landroid/os/FileUtils$FileStatus;)Z"

6 ．總結：

本次有關 NDK 的配置到此就講完了，看完本文後，用戶應該可以基本掌握 NDK 的配置和開發。對於進一步有關 NDK 的開發，咱們將在後面的高級開發中詳細講解。