Android NDK 开发教程二

注意：在Windows上运行NDK需要有Cygwin支持，个人建议使用Ubuntu为好 。

介绍：

Android SDK是一个允许Android应用开发人员使用C或C++源文件编译并嵌入到本机源代码中的应用程序包的一组工 具。

重要说明：

Android NDK只能用于android 1.5以上版本

1． Android NDK的目的：

Android虚拟机允许你的应用程序源代码通过JNI调用在本地实现的源代码，简单的说，这就意味着：

—-你的应用程序将声明一个或多个用’native’关键字的方法用来指明它们是通过本地代码实现的

例如：native byte[] loadFile(String filePath)

—-你必须提供包含实现这些方法的共享库（就是.so），将共享库打包到你的应用程序包apk中，这些库文件必须根据 标准的Unix约定来命名为 lib<something>.so，并且是需要包含一个标准的JNI的接口，例如

libFileLoader.so

—-你的应用程序必须明确的装载这些库文件(.so文件)，比如，在程序的开始装载它，只需要简单的添加几句源代码：

static {

System.loadLibrary(“FileLoader”);

}

注意：这里你不必再将前缀lib和后缀.so写入。

Android NDK对于Android SDK只是个组件，它可以帮你：

—-生成的JNI兼容的共享库可以在大于Android1.5平台的ARM CPU上运行

—-将生成的共享库拷贝到合适的程序工程路径的位置上，以保证它们自动的添加到你的apk包中（并且签名的）

—-在以后的版本中，我们将提供来帮助你的源代码通过远程gdb连接和尽可能多的源代码的信息。

而且，Android NDK还提供：

—-一组交叉编译链（编译器、链接器等）来生成可以在Linux，OS X和Windows(用Cygwin)运行的二进制文件

—-一组与由Android平台提供的稳定的本地API列表的头文件

它们在docs/STABLE-APIS.html中有说明

重要提示：

记住，在以后的更新和发布平台中，Android系统镜像中的大多数本地系统库并不是一成不变的，而是可以彻底改变， 甚至删除的

—-一个编译系统（build system）可以允许开发者写一个非常短的编译文件（build files）去描述哪个源代码需要编 译，并且怎样编译。编译系统可以解决所有的toolchain/platform/CPU/ABI细节的问题。并且，较晚的NDK版 本中还添加了更多的可以不用改变开发者的编译文件的情况下的toolchains，platforms，系统接口

2．Android NDK的缺点

NDK并不是一个可以编写通用的源代码并且可以在Android设备上运行的方法，你的应用程序还是需要使用JAVA程序，适当的处理系统事件来避免“应用程序没有反应”的对话框或者处理Android应用程序的生命周期

注意：可以适当的在源代码中写一个复杂的应用程序，用于启动/停止一个小型的“应用程序包”

强烈建议很好地理解的 JNI，因为许多操作在这种环境要求的开发人员，都采取具体的行动，不一定在常见典型的本机代码。这些措施包括：

—-不能通过指针直接访问VM的对象。比如：你不能安全的得到一个指向String对象的16位char数组的循环遍历

—-需要显示引用管理本机代码时候要保持处理JNI调用之间的VM对象

NDK在Android平台仅仅提供了有限的本地API和库文件的支持的系统头文件，然而一个标准的Android系统镜像包括许多本地共享库，这些都应该被考虑在更新和发行版本的可以彻底改变的实现细节

如果Android系统库没有明确的被NDK明确的支持，然后应用程序不应该依赖于它提供的，或者打破了将来在各种设备上的无线系统更新

选定的系统库将逐渐被添加到稳定的NDK API中

3．NDK开发实践

下面将给出一个怎样用Android NDK开发本地代码的粗略的概述

（1） 把本地代码放在$PROJECT/jni/…下，比如将hello.c放到apps/hello/jni/目录下

（2） 在你的NDK编译系统中在$PROJECT/jni/Android.mk来描述你的源代码

（3） 可选：在$PROJECT/jni/Application.mk到你的编译系统中来详细描述你的项目，尽管你开始的话不一定需要它， 但是它允许你使用更多的CPU或者覆盖编译器/链接器的标记（看docs/APPLICATION-MK.html了解更多细节）

（4） 从你的项目的目录开始通过运行”$NDK/ndk-build”来编译你的代码，或者从子目录开始

（5） 最后一步可以copy，万一成功，剥离共享库的应用层序需要你的应用程序的项目根目录。然后你通过通常的方法来 生成最终的apk

现在，开始一些更 的细节

① 配置N DK

以前的发行版本需要你运行“build/host-setup.sh”脚本来配置你的NDK。从release 4(NDK r)以后就完全去除了这一步

② 放置C/C++代码

假如我们创建的是test目录，创建的代码hello.c

把hello.c放到test/jni目录下

这个项目的位置相当于你的Android应用程序项目的路径

这样你就很轻松的组织起来了你想要的jni的目录，这里项目目录的名字和结构不会影响到最终生成的apk，所以 你不必用类似于com.<mycompany>.<myproject>作为应用程序包名

注意，NDK是支持C和C++的，NDK支持的C++文件扩展名是’.cpp’，但是其他的扩展名也是可以被处理的     （看docs/ANDROID-MK.html了解更多）

它可以通过调整你的Android.mk文件来将源代码放在不同的位置

③ 创建一个Android.mk编译脚本

Android.mk文件是一个小型的编译脚本，你可以在NDK编译系统中用它来描述你的源代码。更详细的描述在docs/ANDROID-MK.html中

总而言之，NDK将你的源代码聚合到模块(modules)中，每个模块可以执行下列之一

—-一个静态库(lib<project>.a)

—-一个动态库(lib<project>.so)

你可以在Android.mk中定义多个模块，或者你可以编写多个Android.mk文件，每一个定义一个单独的模块

注意，单独的Android.mk也行被编译系统多次解析，以确定哪些变量没有被定义。

默认地，NDK会通过如下的编译脚本去寻找

test/jni/Android.mk（存放位置）

如果你想定义Android.mk到子目录中，你需要在最高层的Android.mk中明确的包含它们，下面是一个帮助的方法可以实现这个功能。

include $(call all-subdir-makefiles)

它会将所有的在子目录中的Android.mk文件加入到当前编译文件的路径中

④ 写一个Application.mk编译文件（可选）

在你的编译系统中有一个Android.mk文件描述模块的同时，Application.mk文件藐视你的应用程序本身。请看docs/APPLICATION-MK.html文档来理解这个文件允许我们做什么。这包括

—-你的应用程序需要模块的准确清单

—-CPU架构生成机器代码

—-可选信息，你是否需要一个release或者debug build，特殊的C/C++编译器标志和其他适用于所有模块的build

这个文件是可选文件：默认地，NDK会提供一个对于所有的在你的Android.mk（所有的makefiles都在里面）中的所有模块的简单编译并且指定默认的CPU ABI

使用Application.mk有两种方法：

—-把它放到 test/jni/Application.mk，它就会自动的被’ndk-build’脚本找出来

—-把它放在NDK/<name>/Application.mk，也就是NDK安装的路径下，然后从NDK目录下执行”make APP=<name>”

这个方法是Android NDK r4以前的。现在仍然兼容。但是我们强烈建议你使用第一种方法，因为它更简单并且不用修改NDK安装树的目录。

再次看看docs/APPLICATION-MK.html对于它的完整说明

⑤ 调用NDK编译系统

用NDK编译成机器码的最好方法是使用”ndk-build”脚本，你还可以使用第二个，这取决于你早起常见的”$NDK/apps”子目录

在两种情况下，成功构建将copy应用程序所需的最终的已经剥离的二进制模块（即共享库）到应用程序的项目路径中（注意，未剥离的版本主要是用于调试目的，无需拷贝未剥离的二进制文件到设备中）

[1]：使用’ndk-build’命令

‘ndk-build’脚本位于NDK安装目录最顶层，可以直接被应用程序项目目录（你的AndroidManifest.xml文件所在位置）或者其他任何子目录

$ cd $PROJECT

$ $NDK/ndk-build(注意是$NDK/ndkbuild，这是个命令)
将启动NDK的build脚本，它会自动探测您开发的系统和应用程序项目文件，以确定build设么

例如：

$ndk-build

$ndk-build clean à清理生成的二进制文件

$ndk-build –B V=1 à强制完全重新build，显示命令

默认的，它期望的是可选文件$PROJECT/jni/Application.mk和必须的文件$PROJECT/jni/Android.mk

成功的话，它讲话就复制生成的二进制模块（即共享库.so文件）到你的项目树中的适当位置。您可以在以后重新build完整的Android应用程序包或者通过“ant”命令，或者ADT插件。

可以看docs/NDK-BUILD.html来了解更多的信息

[2]：使用$NDK/apps/<name>/Application.mk

这种build方法是在Android NDK r4版本之前的，不过依然兼容现在的。我们强烈建议您尽可能的使用’ndk-build’，因为我们可能会删除在以后的NDK发行版本中的支持

① 创建一个子目录为$NDK/apps/<name>/

② 在$NDK/apps/<name>/目录下写一个Application.mk文件，然后需要定义一个APP_PROJECT_PATH来 执行你的应用程序项目的目录。

③ 进入到NDK安装目录，然后再输入如下的命令

$cd $NDK
注意：输入cd $NDK后，会自动跳到你设置的ndk的目录中

$make APP=<name>

或

$make APP=<name> -B 表示重新编译

结果跟第一种方法一样，除了中间文件被放置到了$NDK/out/apps/<name>/

4．从新build你的应用程序包

在NDK生成的二进制文件后，你需要使用一般的方法来重新build你的Android应用程序包文件(apk)，或者用“ant”命令或者ADT插件

有关详细信息，请参阅Android SDK的文档，新的.apk会嵌入到您的共享库中，他们将自动提取安装时由系统安装的软件包到你的Android设备上

5． 调试支持

NDK提供了一个服务脚本，名字叫”ndk-gdb”，很容易推出一个应用程序的本地调试会话。

本机调试仅仅能运行在Android 2.2或者更高版本，并且不需要root权限或者特权访问，所以可以随意调试你的应用程序。

有关详细信息，请阅读DOCS / NDK- GDB.html。总括而言，本机调试
遵循这个简单的计划：
（1）确保您的应用程序调试（如设置机器人：调试“真”，在您的AndroidManifest.xml）

（2） “NDK构建”构建您的应用程序，然后安装在您的 设备/模拟器

（3）启动应用程序。

（4）运行“ndk-gdb”从你的应用程序项目目录。

你会得到一个gdb提示符。一个有用的列表，请参阅GDB用户手册命令

Hello JNI 示例

Android NDK 开发包带有不少例子，一个简单的例子Hello-Jni ，介绍了如何使用Java调用C函数。

1. 可以使用Eclipse的import 将该项目添加到工作目录中.

该项目目录结构如下：

├── AndroidManifest.xml
├── default.properties
├── hellojni.txt
├── jni
│   ├── Android.mk
│   └── hello-jni.c
├── res
│   └── values
│       └── strings.xml
├── src
│   └── com
│       └── example
│           └── hellojni
│               └── HelloJni.java
└── tests
├── AndroidManifest.xml
├── default.properties
└── src
└── com
└── example
└── HelloJni
└── HelloJniTest.java

上面列出使用NDK开发项目的基本的目录结构，C代码一般放在jni目录下。

2.  编译Native Code

i) 在命令行（Windows 环境下使用Cygwin的命令行） ，将当前目录改动到 <ndk-root>/samples/hello-jni

ii) 生成build.xml

android update project -p . -s  (注：Windows下可能需要  使用android.bat )

iii) 编译C代码

cd <ndk-root>/samples/hello-jni

<ndk_root>/ndk-build

3. 下面就可以使用Eclipse 编译运行 Hello Jni.

编写NDK的一般步骤，

1. 参考Hello-Jni ，修改jni/Android.mk 文件，将所要编译的文件改成自己的文件。

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := hello-jni
LOCAL_SRC_FILES := hello-jni.c

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

2.  定义Native函数，如HelloJni 中

public native String  stringFromJNI();

3. 在Eclipse中编译该项目，注意此时，你无需定义对于的Native文件中C函数，因为手工定义对于的C函数很容易出错，可以借助javah 工具来完成（包括在JDK中）。

4. 使用Javah 生成对应C函数定义

在命令行下  运行 javah com.example.hellojni.HelloJni

其中com.example.hellojni 为包名，注意运行Javah 的当前目录 为 <ndk>/examples/hello-jni/bin/classes (你也可以使用javah 的选项来指定classpath).

正确运行好，Javah产生 com_example_hellojni_HelloJni.h

定义如下：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */#include <jni.h>/* Header for class com_example_hellojni_HelloJni */#ifndef _Included_com_example_hellojni_HelloJni#define _Included_com_example_hellojni_HelloJni#ifdef __cplusplusextern "C" {#endif/* * Class:     com_example_hellojni_HelloJni * Method:    stringFromJNI * Signature: ()Ljava/lang/String; */JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI  (JNIEnv *, jobject);/* * Class:     com_example_hellojni_HelloJni * Method:    unimplementedStringFromJNI * Signature: ()Ljava/lang/String; */JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_hellojni_HelloJni_unimplementedStringFromJNI  (JNIEnv *, jobject);#ifdef __cplusplus}#endif#endif

从中可以找到native 方法对应的C函数定义，Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI

5. 定义对应的C函数，如Hello-jni 中定义

#include <string.h>#include <jni.h>/* This is a trivial JNI example where we use a native method * to return a new VM String. See the corresponding Java source * file located at: * *   apps/samples/hello-jni/project/src/com/example/HelloJni/HelloJni.java */jstringJava_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI( JNIEnv* env,                                                  jobject thiz ){    return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI !");}

6. 下面就可以使用ndk-build编译C代码，编译成功后会在libs 目录下生成libhello-jni.so

7. 在Java代码中调入编译好的C动态库

static {    System.loadLibrary("hello-jni");  } 

8. 编译运行，为了测试你的NDK例子的确成功运行，可以对Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI ,做点小改动 返回 “Hello world from JNI1 !。注意要Clean Project，否则Eclipse可能不会重编译。