NDK入门笔记

NDK

  • 全称 : Native Development Kit (NDK)
  • NDK提供了一系列的工具,帮助开发者快速开发C(或C++)的so动态库,并能自动将so和java代码一起打包成apk。

为什么要使用到 NDK 呢?

  • 对代码的保护,由于 java 层代码很容易被反编译,而 C/C++ 库被反编译的难度较大。
  • 复用已有的 c/c++ 编写代码
  • 对于一些密集型的计算操作交给 c/c++ 去处理。

NDK 的优缺点

优点:

  1. 运行效率高
  2. 利于充分发挥软硬件优势
  3. 利于代码复用
  4. 降低版本控制成本
  5. 降低开发成本

缺点:

  1. 开发难度较高
  2. 调试难度较高(以库的形式存在)
  3. 增加开发团队规模

怎么使用 NDK

关注两点:

  1. 如何进行 c/c++ 代码的编译?
  2. 如何将编译后的 so 库打包到 apk 中?

AS2.2 以上版本默认支持在 gradle 中使用 NDK 将 c/c++ code 编译成一个本地 so 库中然后打包到 APK 中。而在 AS 中默认编译 native 代码的工具就是 CMake,不过 AS 也是支持 ndk-build 的方式去编译 native 代码。官网推荐如果是新建的项目,优先使用 CMake

准备工作——NDK 及其工具的下载

  • 工具的安装

    • CMake:一个配合 Gradle 使用的外部构建本地代码的工具 CMake
    • NDK 工具链包
    • LLDB 用于调试的native代码的工具
  • 安装工具

    在 AS Tools > Android > SDK Manager 中的 SDK TOOLS 中安装即可。

  • 配置 NDK 环境变量
  • 配置完毕之后,在终端数据 ndk-build -version 即可如无意外表示正确安装完毕。

使用步骤

  • 创建一个新的项目,选择支持 c/c++ (as 2.2之后支持的)

  • 创建对应的 native 文件(如果勾选了选择支持 c/c++,则系统会自动创建下面的文件)

    • 在 main 文件夹下新建一个存放 native 代码的文件夹,例如叫 cpp。
    • 在 cpp 目录下新建一个 native-lib.c 文件,该文件用于编写 native 代码。
#include <jni.h>
#include <string>
extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_zeal_ndkdemo2_MainActivity_stringFromJNI(
        JNIEnv* env,
        jobject /* this */) {
    std::string hello = "Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}
  • CMake 构建脚本

    • 在 module 下创建一个 CMakeLists.txt 文件
    • 使用 CMake 命令配置脚本 CMakeLists.txt 文件。

    CMake 命名 library 库的格式为:liblibname.so 这个 libname 就是add_library 命令指定的本地库名字。
    一般情况下,一个 module 对应一个 CMake 和 ndk-build 脚本。如何处理一个 CMakeLists.txt 控制多个 module的情况?

  • Gradle的配置

  • 使用 LLDB 调试项目

    跟普通的java调试差不多,通过 f5 就可以进入 native 层的方法。(前提是安装了LLDB)


    截图

CMake 的介绍

CMake是一个跨平台的安装(编译)工具,可以用简单的语句来描述所有平台的安装(编译过程)。他能够输出各种各样的makefile或者project文件,能测试编译器所支持的C++特性,类似UNIX下的automake。

CMaker 使用 :CMake的所有的语句都写在一个叫:CMakeLists.txt的文件中。当CMakeLists.txt文件确定后,可以用ccmake命令对相关 的变量值进行配置。这个命令必须指向CMakeLists.txt所在的目录。配置完成之后,应用cmake命令生成相应的makefile(在Unix like系统下)或者 project文件(指定用window下的相应编程工具编译时)。

  1. 指定 CMake 版本
  2. 指定需要构建的 so 的类型,SHARE 或者 STATIC
  3. 指定需要编译的源文件
# CMake 命令配置构建脚本
# Sets the minimum version of CMake required to build your native library.
# This ensures that a certain set of CMake features is available to
# your build.
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
# Specifies a library name, specifies whether the library is STATIC or
# SHARED, and provides relative paths to the source code. You can
# define multiple libraries by adding multiple add_library() commands,
# and CMake builds them for you. When you build your app, Gradle
# automatically packages shared libraries with your APK.

# add_library 可以定义多个
add_library( # Specifies the name of the library.
             native-lib
             # Sets the library as a shared library.
             SHARED
             # Provides a relative path to your source file(s).
             # 需要编译的源文件
             src/main/cpp/native-lib.cpp )
             
# 为了让 CMake 在编译期间就可以找到文件。
# Specifies a path to native header files.
include_directories(src/main/cpp/include/)

gradle 构建本地库的过程

  • 点击 run 按钮开始运行。
  • Gradle 调用 CMakeLists.txt 脚本文件。
  • CMake 会根据 CMakeLists.txt 中的命令去 c/c++ 文件成 so 库,之后 Gradle 会将 so 打包到 apk 中。
  • 在运行期间,应用通过 System.loadLibrary() 加载本地 so 库,然后就可以开始调用本地方法了。

运行结果

截图

验证最终 apk 包中有哪些 so 库

Build->Analyzer APK 即可

(
截图

如何使用别人编译好的 so 库呢?

需要根据不同的cpu架构把函数库在 src/main/jniLibs 目录下

Android.mk

java的路径:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_111.jdk/Contents
project's jni/ directory
GNU makefile fragment
static libraries
shared librarie

不需要在 Android.mk列出依赖关系
基本语法:
以 LOCAL_PATH 作为开头

include $(CLEAR_VARS) 什么意思?

笔记暂时先到这里,做好笔记后再记录!看到这里的朋友,谢谢你的支持。
java
ndk-build -v
GNU Make 3.81

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