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引路蜂 · 更新于 2018-11-28 11:00:43

概述

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.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 NDK

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.. 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.a)

—-一个动态库(lib.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//Application.mk,也就是 NDK 安装的路径下,然后从 NDK 目录下执行”make APP=

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//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//

② 在 $NDK/apps//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=

$make APP= -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//

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。

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