NDK简介

来源：互联网发布：长歌门成男捏脸数据编辑：程序博客网时间：2024/06/05 12:47

NDK简介

The NDK is a toolset that allows you to implement parts of your app using native-code languages such as C and C++. For certain types of apps, this can be helpful so you can reuse existing code libraries written in these languages, but most apps do not need the Android NDK.

NDK是一个工具集，允许你在你的工程里使用本地语言代码比如说C或C++，对于一些特定的工程，NDK对于重用已存在的本地库很有帮助，但对于大多数工程来说并不需要NDK。

特别注意，使用NDK并不能让大多数的工程提高效率，作为一个开发者，应该要平衡效益及缺点，尤其是当使用NDK并不能得到显著改善的时候，它往往会增加程序的复杂程度。一般来说，除非程序必须使用NDK才用它，一定不能因为自己偏好C或C++就使用NDK。

Android NDK是配合 Android SDK的工具,Google推出NDK的目的不是为了取代Android SDK ,当然也不可能完全取代，它只是作为Android SDK 的一个补充。用来编译应用的原生代码。

　　1、NDK是一系列工具的集合。

　　* NDK提供了一系列的工具，帮助开发者快速开发C（或C++）的动态库，并能自动将so和java应用一起打包成apk。这些工具对开发者的帮助是巨大的。

　　* NDK集成了交叉编译器，并提供了相应的mk文件隔离CPU、平台、ABI等差异，开发人员只需要简单修改mk文件（指出“哪些文件需要编译”、“编译特性要求”等），就可以创建出so。

　　* NDK可以自动地将so和Java应用一起打包，极大地减轻了开发人员的打包工作。

　　2、NDK提供了一份稳定、功能有限的API头文件声明。

Google明确声明该API是稳定的，在后续所有版本中都稳定支持当前发布的API。从该版本的NDK中看出，这些API支持的功能非常有限，包含有：C标准库（libc）、标准数学库（libm）、压缩库（libz）、Log库（liblog）、图形处理库（libjnigraphics）。

NDK环境搭建

以下只对NDK在Linux下进行说明，由于大家都android源码开发环境，所以并不需要单独再去下载NDK，只需要将make文件书写正确，直接执行mm即可。

Android.mk文件编写

Android.mk文件用于描述如何编译源码。但它作为为一个小型的Makefile文件，应尽量少申明变量。接下来看一个简单的例子。

----------------------------------------------------

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE := hello-jni

LOCAL_SRC_FILES := hello-jni.c

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

------------------------------------------------------

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

Android.mk文件必须在开头位置定义LOCAL_PATH变量，它用于定位源码位置。在些例中，宏定义my-dir由NDK编译系统定义，用于指出当前文件夹的路径。

Include$(CLEAR_VARS)

CLEAR_VARS是由NDK编译系统定义并指向一些特殊的GUN Makefile，它会为用户清理除LOCAL_PATH以外的许多LOCAL_XXX的变量，例如LOCAL_MODULE等等，这个步骤是必须的，因为所有的Makefile是在同一个GUN Make程序中执行，所以的变量都是全局的。

LOCAL_MODULE := hello-jni

LOCAL_MODULE变量必须定义用来声明模块名，这个name必须是唯一的并且不能包含空格，注意，系统会自动为生成的文件（也就是so文件）添加前缀和后缀。在本例中最终生成的so文件名为libhello-jni.so。如果将模块名申明为’libhello-jni’，那么最终生成的so文件名字将为libhello-jni.so，并不会再额外加一个前缀。

LOCAL_SRC_FILES := hello-jni.c

LOCAL_SRC_FILES变量必须包含即将打包生成so文件的C或C++文件。请注意，不需要把头文件列入其中。

Include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

BUILD_SHARED_LIBRARY是由NDK编译系统定义的，它指向一个GUN Makefile 脚本，主要管理从最近的申明“Include$(CLEAR_VARS)”处开始收集所有的变量信息（例如LOCAL_XXX），并决定如何编译等问题。

JNI数据类型

NDK是Google对JNI的一种良好封装，以便于开必者更好地使用JNI。关于数据类型NDK和JNI是完全一样的，所以此处开头为JNI数据类型。下边用一张图表来描述JNI中的基本数据类型。

基本数据类型只是在名字上有所变化，统一加了‘j’，JNI数据类型和标准的C或C++数据类型有较大区别，例如标准C语言中是没有boolean数据类型的，那么如何在C语言中为jboolean类型赋值呢？

由于jboolean在C语言中实际上是unsigned 8 bits，C语言中一般char类型只占一个字节，因此可以是这样理解。

Typedef unsigned char jboolean

所以可以用下列代码获取jboolean

-------------------------------------------------

unsigned char b = 1

jboolean bool = (jboolean)b

--------------------------------------------------

其它在标准C语言中没有的类型也可通过上边的方法得到。如果要得到java中的引用数据类型那就需要另一种方法了，无法像上边这样用“=”赋值再强制转型获得。下图展示了JNI引用类型和java中的引用类型的对应关系。

下边分别用代码展示如何获取jobject、jclass、jstring对象。

-----------------------------------------------------------------

JNIEXPORT jobject JNICALL

Java_com_ndk_NDKFirstActivity_getData(JNIEnv *env , jobject obj , jint ji)

{
//根据类名，获取类

jclass dataClass = (*env)->FindClass(env ,"com/ndk/Data");

if(dataClass == NULL)

{

return;

}

//根据类获取方法字段

jmethodID cid = (*env)->GetMethodID(env ,dataClass ,"<init>" ,"(I)V");

if(cid== NULL)

{

return;

}

LOGI("i init and return a construct in native c");
//根据类、构造方法字段初始化类对象

return (*env)->NewObject(env ,dataClass ,cid , ji);

}

获取jstring

(*env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI !");

----------------------------------------------------------------------------

获取jclass、jmethodID、jobject类似java中的反射，jclass可通过包名加类名获取，jmethodID代表着方法，本例获取的是构造方法，也是通过方法名获取，”<init>”即方法名，”(I)V”为方法签名，I代表着类型为int的型参，V代表方法。标准C语言中没有string类型，只有用char数组表示，在本例中可以用char数组生成jstring类型。值得注意的是，上面的代码也说明了可以在C语言中反调java中的函数。

在例子中声明的方法Java_com_ndk_NDKFirstActivity_getData有一定的命名规则，Java前缀，后接包名加类名，最后接方法名，中间以下划线间隔，后边的参数里env及obj均不是java本地方法中声明的型参，env可以理解成“整个JNI环境”，obj则是调用此本地方法的类的对象。

JNI调用流程

Dalvik虚拟机成功加载库之后，就会自动地寻找库里面的JNI_OnLoad函数，这个函数用途如下：

(1)告诉Dalvik虚拟机此C库使用哪一个JNI版本。如果你的库里面没有写明JNI_OnLoad()函数，VM会默认该库使用最老的JNI 1.1版本。但是新版的JNI做了很多的扩充，也优化了一些内容，如果需要使用JNI的新版功能，就必须在JNI_OnLoad()函数声明JNI的版本。如

(2)因为Dalvik虚拟机加载C库时，第一件事是调用JNI_OnLoad()函数，所以我们可以在JNI_OnLoad()里面进行一些初始化工作，如注册JNI函数等等。注册本地函数，可以加快java层调用本地函数的效率。

NDK代码示例

NDK使用流程一共以下几个步骤：

一：在java文件中声明native方法，并加载so库

二：用C或C++实现native方法

三：编写Android.mk文件

四：编译生成so库

五：在java工程目录加把生成的so库添加进来并修改相应的make文件

六：编译java工程，执行

Java文件代码：

-------------------------------------------------------------------------

public class HelloJni extends Activity

{

public void onCreate(Bundle savedInstanceState)

{

super.onCreate(savedInstanceState);

TextView tv = new TextView(this);

tv.setText( stringFromJNI() );

setContentView(tv);

}

public native String stringFromJNI();

static {

System.loadLibrary("hello-jni");

}

------------------------------------------------------------------------------

本例中声明了两个native方法，并把加载so文件语言“System.loadLibrary("hello-jni")”放在了static语句块中，static语句块会在onCreate方法之前执行。再看C文件对本地方法的实现

------------------------------------------------------------------------

#include <string.h>

#include <jni.h>

jstring

Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI( JNIEnv* env,

jobject thiz )

{

return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI !");

}

------------------------------------------------------------------------

C语言中对本地方法的实现相对简单，方法命名以及env、thiz这两个对象之前已经和大家介绍过了，返回的jstring并不是用“=”赋值得来的，而是通过调用NewStringUTF方法得到。

Android.mk文件

------------------------------------------------------------------------------

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE := hello-jni

LOCAL_SRC_FILES := hello-jni.c

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

-------------------------------------------------------------------------------

由于本例中没有用到NDK提供的额外API，比如说Log库及图形库的一些函数，所以Android.mk相对简单，之前已经详细解释过了，如果要用到那些库，只需要添加一二语句即可。

接下来即是如何编译生成so库的问题了，把Android.mk文件以及实现本地方法的c文件单独放到一个文件夹中，此文件夹名一般约定俗成名为jni，进入文件夹，用mm编译即可。生成的so文件位于out\target\product\msm8660_surf\system\lib中，复制相应so文件到相关的java工程的libs目录的armeabi目录下。

接下来修改相关java工程的mk文件即可。在mk文件中添加LOCAL_JNI_SHARED_LIBRARIES := lib hello-jni即可。