Android NDK 入門與實踐

来源:https://www.cnblogs.com/WuXiaolong/archive/2017/12/29/8144472.html
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NDK 是什麼 NDK 全稱 Native Development Kit,可以讓您在 Android 應用中調用 C 或 C++ 代碼的工具。 NDK 好處 1、NDK 可以生成 .so 文件, 方便代碼共用; 2、增加反編譯的難度; 3、提高性能。 NDK 構建 版本說明 Android Stu ...


NDK 是什麼

NDK 全稱 Native Development Kit,可以讓您在 Android 應用中調用 C 或 C++ 代碼的工具。

NDK 好處

1、NDK 可以生成 .so 文件, 方便代碼共用;

2、增加反編譯的難度;

3、提高性能。

NDK 構建

版本說明

  • Android Studio:3.0.1

  • Android Plugin for Gradle: com.android.tools.build:gradle:3.0.1

  • Gradle:4.1

效果預覽

圖 1

如圖是使用命令 ndk-build,生成對應的 so 文件。

開始

一開始我們需要在 jni 目錄下新建 Android.mk、Application.mk、HelloCPP.cpp 文件。

Android.mk

必須在 jni 文件夾內創建 Android.mk 配置文件, ndk-build 腳本將查看此文件,其中定義了模塊及其名稱、要編譯的源文件、版本標誌以及要鏈接的庫。

# 構建系統提供的巨集函數 my-dir 將返回當前目錄(包含 Android.mk 文件本身的目錄)的路徑,基本上是固定的,不需要去動
LOCAL_PATH := $(call my-dir)

# 會清除很多 LOCAL_XXX 變數,不會清除 LOCAL_PATH,基本上是固定的,不需要去動
include $(CLEAR_VARS)

# 需要構建模塊的名稱,會自動生成相應的 libNDKSample.so 文件,每個模塊名稱必須唯一,且不含任何空格
LOCAL_MODULE := NDKSample

# 包含要構建到模塊中的 C 或 C++ 源文件列表
LOCAL_SRC_FILES := HelloCPP.cpp

# 指定這個模塊里會用到哪些原生 API,詳見:https://developer.android.google.cn/ndk/guides/stable_apis.html
LOCAL_LDLIBS := -llog

# 幫助系統將所有內容連接到一起,固定的,不需要去動
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

Application.mk

用於描述應用需要的原生模塊,模塊可以是靜態庫、共用庫或可執行文件。Application.mk 通常也位於 jni 目錄下。

# 選擇不同的 ABI,多個使用空格作為分隔符,全部是all
APP_ABI := all

# 指定要使用的運行時
APP_STL := gnustl_static

調用 C 或 C++

配置好 Android.mk 和 Application.mk,有兩種方法可以調用 C 或 C++ 代碼。現在我們寫個方法,然後演示下 Android 這邊的調用。

HelloCPP.cpp

簡單返回一個字元串,C 或 C++ 這塊我也不是很懂,能看懂大概意思,會調用就好了。

#include <jni.h>

extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_wuxiaolong_ndksample_HelloLibrary_sayHello(JNIEnv *env, jobject instance) {
    //從 C++ 傳字元串到 Java
    return env->NewStringUTF("Hello from C++");
}

說明:

1、extern "C":實現 C 和 C++ 的混合編程,用於 C++ 代碼調用 C 的函數;

2、JNIEXPORT 和 JNICALL,用於標識函數用途的兩個巨集;

3、jstring,JNI 中的數據類型,對應 Java 中 String 類型,還有 8 種基本數據類型 jbyte、jchar、jshort、jint、jlong、jfloat、jdouble、jboolean,引用數據類型 jintArray、jshortArray、jlongArray 等。

4、函數命名規則:Java_類全路徑_方法名,這裡的類是那個調用 C 或 C++ 的類,像這裡的 Java_com_wuxiaolong_ndksample_HelloLibrary_sayHello ;

5、函數至少有兩個參數,第一個參數 :JNIEnv* 是定義任意 native 函數的第一個參數(包括調用 JNI 的 RegisterNatives 函數註冊的函數),指向 JVM 函數表的指針,函數表中的每一個入口指向一個 JNI 函數,每個函數用於訪問 JVM 中特定的數據結構;第二個參數:調用 Java 中 native 方法的實例或 Class 對象,如果這個 native 方法是實例方法,則該參數是 jobject,如果是靜態方法,則是 jclass。

自動編譯 C 或 C++ 代碼

直接調用 C 或 C++ 代碼,也可用於調試。

build.gradle

android {
    compileSdkVersion 27
    defaultConfig {
        //……
        externalNativeBuild {
            ndkBuild {
                //指定 Application.mk 的路徑
                arguments "NDK_APPLICATION_MK:=src/main/jni/Application.mk"
                //指定生成哪些平臺的 so 文件
                //abiFilters "armeabi-v7a", "armeabi"
                //cFlags 和 cppFlags 是用來設置環境變數的, 一般不需要動
                cFlags "-DTEST_C_FLAG1", "-DTEST_C_FLAG2"
                cppFlags "-DTEST_CPP_FLAG2", "-DTEST_CPP_FLAG2"

            }
        }
    }
    externalNativeBuild {
        ndkBuild {
            //指定 Android.mk 的路徑
            path "src/main/jni/Android.mk"
        }
    }

}

Sync Now,會看見項目多了 .externalNativeBuild 文件夾:

so 文件輸出目錄

app/build/intermediates/ndkBuild/debug/obj/local/arm64-v8a/libNDKSample.so

NDK 編譯

使用命令 ndk-build,也可以生成對應的 so 文件,然後項目中調用。弊端 C 或 C++ 代碼改動了,需要再次編譯。

下載 NDK

配置環境變數

下載後 NDK 地址:/Users/wuxiaolong/Library/Android/sdk/ndk-bundle,進行 NDK 環境變數配置。

NDK 編譯

進入 jni 目錄,運行命令 ndk-build,如下:

so 文件輸出目錄

會在 jni 同一目錄生成 libs,裡面有對應的 abi。

build.gradle

需要 app/build.gradle 指定 so 文件路徑方可調用。

android {
    //……
    sourceSets.main {
        jni.srcDirs = []
        jniLibs.srcDir 'src/main/libs'
    }
}

以上兩種方式可選其一。

HelloLibrary

創建 HelloLibrary 用於調用 C 或 C++ 代碼。

public class HelloLibrary {
    static {
        //這裡對應 Android.mk 里的 LOCAL_MODULE := NDKSample
        System.loadLibrary("NDKSample");
    }

    //使用 native 關鍵字指示以原生代碼形式實現的方法
    public native String sayHello();


}

調用 HelloLibrary

可以在自己的 Activity 調用。

TextView text = findViewById(R.id.text);
text.setText(new HelloLibrary().sayHello());

調試

如果 C 或 C++ 那邊代碼出問題了,調試起來要命的,之前只能 log,現在 Android Studio 提供了打斷點來 debug C 或 C++ 代碼,需要使用 LLDB 來檢測到 C 或 C++ 代碼中的斷點,這裡要使用 externalNativeBuild 方式自動編譯 C/C++ 代碼,才能進入斷點進行調試。

Native 模式

選擇 run 下拉 item,選 Edit Configurations,彈出配置窗體,1、添加;2、命令app-native,專門調試 C/C++;3、Module 還是選擇 app;4、Debugger 選擇 Native,只想使用 LLDB 來調試代碼,忽略 Java 代碼中的斷點。

源碼

如果需要這次 Sample 的源碼,可在我的公眾號「吳小龍同學」回覆 NDKSample 獲取。

參考

NDK 入門指南

Android.mk

Application.mk

ABI 管理

Android NDK 介紹與使用示例

NDK開發(二)JNI傳遞參數和返回值

NDK開發,如何配置 debug環境

向您的項目添加 C 和 C++ 代碼


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