Android之NDK开发初体验

记得前年开始自己在项目中使用第三方so库的时候就接触NDK编程开发了,只不过哪个时候自己是输出了”Hello Wrold~!”。如今一年多的时间过去了,回头拾起之前的代码再次翻看。

概念

在阅读文章之前我们首先了解几个概念

JNI

JNI是Java语言提供的Java和C/C++相互沟通的机制,Java可以通过JNI调用本地的C/C++代码,本地的C/C++的代码也可以调用java代码。JNI 是本地编程接口,Java和C/C++互相通过的接口。Java通过C/C++使用本地的代码的一个关键性原因在于C/C++代码的高效性。

NDK

NDK是一系列工具的集合。它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。它集成了交叉编译器,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。它可以自动地将so和Java应用一起打包,极大地减轻了开发人员的打包工作。

ARM

早起Android只支持ARMv5的CPU架构,而发展到现在,支持一下7种架构:

arm.jpg

世界在进步,cup在arm基础上不断升级优化。每种架构关联着一种ABI(application binary interface应用程序二进制接口),所以每一种架构都对应一个.so文件,但都兼容arm。对于我们Android开发者来说,我们的app需要能在大多数手机上运行。所以要么我们所有arm类型都兼容,要么只兼容armeabi。兼容所有CPU架构类型是在性能上比较好,但是同时它也造成了apk体积的剧增(PS:我们之前的项目因为接入so库后导致apk体积剧增,最后只支持armeabi一种类型了)。

# 搭建环境

## Java环境配置(略)
## AndroidSDK环境配置(略)
## NDK环境配置
> 本文主要讲述NDK环境配置:
- 下载对应操作系统的NDK
- 解压文件(windows随意解压,Ubuntu解压在bin目录下)
- windows环境下配置
windows-ndk.jpg

- Ubuntu环境下配置
修改系统环境变量
sudo gedit /etc/profile
在profile文件下面添加,保存并退出
export ANDROID_NDK= ndk路径
export PATH=$ANDROID_NDK:$PATH
source /etc/profile

查看是否配置成功
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im@58user:~/StudioProjects/NDKDemo/app/src/main/java$ ndk-build -v
GNU Make 3.81
Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc.
该程序为自由软件,详情可参阅版权条款。在法律允许的范围内
我们不作任何担保,这包含但不限于任何商业适售性以及针对特
定目的的适用性的担保。

这个程序创建为 x86_64-pc-linux-gnu


## Android studio环境配置

android-ndk-env-config.jpg

以上是下边使用Android studio 进行NDK开发的基础,下边我们进入真正的开发环节。

NDK开发环节

native方法的定义

为了方便,我直接将native方法定义在了Activity当中

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public class MainActivity extends AppCompatActivity {
//加载so库,libjnilib.so文件
static {
System.loadLibrary("jnilib");
}
//定义native方法
private native String getStringForNative();

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
((TextView) findViewById(R.id.text)).setText(getStringForNative());
}
}

gradle配置

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android {
/**略**/
defaultConfig {
applicationId "ndk.tzx.com.ndkdemo"
minSdkVersion 19
targetSdkVersion 23
versionCode 1
versionName "1.0"
ndk {
//定义生成的mk文件中的model名称
moduleName "jnilib"
}
}
sourceSets {
main {
//引入so路径
jni.srcDirs = ['src/main/jni']
}
}
/**略**/
}

创建jni目录

new-jni.jpg

生成C++head文件

make-.c.jpg

执行完改命令会在main/jni目录下生成对应的头文件

ndk-build.cpp.jpg

native方法的实现

然后我们在main/jni目录下创建cpp文件并进行native方法的实现

  • include头问件
  • 实现方法
    这一步经常有好多人会遇到错误,只因方法名写错~!~!
edit.cpp.jpg

构建并运行出结果

arm-&-mk.jpg

上图是项目build后的结果,在app/build/intermediates/ndk/debug目录下有lib文件夹,obj文件夹和Android.mk文件。
在Android.mk这个文件当中我们定义生成so的名称,生成so对应cpp文件的路径和so输出的路径。
lib目录下我们可以看到各种类型的CPU架构下的so文件。

如果以上过程都没有问题的话,那么恭喜你整个项目就可以直接运行了。

踩坑需要一步一步来

build项目的时候遇到下边问题:

Android.mk生成问题

直接在gradle.properties文件尾部添加 android.useDeprecatedNdk=true

ndk-intergration.jpg

生成so文件问题

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Error:Execution failed for task ':app:compileDebugNdk'.
> com.android.ide.common.process.ProcessException: org.gradle.process.internal.ExecException: Process 'command '/bin/android-ndk-r13b/ndk-build.cmd'' finished with non-zero exit value 2

使用Android.md文件生成so的时候可能会遇到这样的问题:
解决办法1:

将Android.mk文件copy到jni目录下和.h与.cpp文件放在同一级目录,然后在该目录下执行ndk-build

ndk-build.jpg

这种方法也肯能报错:

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Error:(15) *** Android NDK: Aborting.    .  Stop.
Android NDK: /home/im/StudioProjects/NDKDemo/app/src/main/jni/Android.mk: Cannot find module with tag 'core' in import path
Android NDK: Are you sure your NDK_MODULE_PATH variable is properly defined ?
Android NDK: The following directories were searched:
Android NDK:
make: Entering directory `/home/im/StudioProjects/NDKDemo/app/src/main/jni'
make: Leaving directory `/home/im/StudioProjects/NDKDemo/app/src/main/jni'
:app:buildNative FAILED
Error:Execution failed for task ':app:buildNative'.
>Process 'command '/bin/android-ndk-r13b/ndk-build'' finished with non-zero exit value 2

遇到这种情况,偶查了很多资料最后才解决(参见解决方法2)

解决方法2:

安装最新的ndk(^_^)

运行问题

整个项目可以运行安装的时候是不是很爽,但是还可能遇到下边的问题:

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$ adb shell am start -n "ndk.tzx.com.ndkdemo/ndk.tzx.com.ndkdemo.MainActivity" -a android.intent.action.MAIN -c android.intent.category.LAUNCHER
Error while executing: am start -n "ndk.tzx.com.ndkdemo/ndk.tzx.com.ndkdemo.MainActivity" -a android.intent.action.MAIN -c android.intent.category.LAUNCHER
Starting: Intent { act=android.intent.action.MAIN cat=[android.intent.category.LAUNCHER] cmp=ndk.tzx.com.ndkdemo/.MainActivity }
Error type 3
Error: Activity class {ndk.tzx.com.ndkdemo/ndk.tzx.com.ndkdemo.MainActivity} does not exist.

Error while Launching activity

这问题偶也整了好久,网上大多数解释为native方法名不匹配,最后重新写cpp文件也成功解决。

心好累~!~!~!复习之前的东西还是要当初做好笔记啊。

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文章目录
  1. 1. 概念
    1. 1.1. JNI
    2. 1.2. NDK
    3. 1.3. ARM
  2. 2. NDK开发环节
    1. 2.1. native方法的定义
    2. 2.2. gradle配置
    3. 2.3. 创建jni目录
    4. 2.4. 生成C++head文件
    5. 2.5. native方法的实现
    6. 2.6. 构建并运行出结果
  3. 3. 踩坑需要一步一步来
    1. 3.1. Android.mk生成问题
    2. 3.2. 生成so文件问题
    3. 3.3. 运行问题
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