AndroidNDK开发――教程

1、第10章 Android NDK开发,本章学习目标：,了解Android NDK的用途 掌握Android NDK编译环境的安装与配置方法 掌握Android NDK的开发方法,10.1 NDK简介,Android NDK （Android Native Development Kit）是一系列的开发工具，允许程序开发人员在Android应用程序中嵌入C/C+语言编写的非托管代码 Android NDK优势 解决了核心模块使用托管语言开发执行效率低下的问题 允许程序开发人员直接使用C/C+源代码，极大的提高了Android应用程序开发的灵活性 Android NDK不足 增加程序的例如信号处理

2、或物理仿真）使用非托管代码运行效率最高，复杂性，增加了程序调试的难度 CPU运算量大和内存消耗较少的部分（因此并不是所有的核心部分都适合使用C/C+语言编写,10.1 NDK简介,Android NDK Android NDK的版本是1.5，集成了交叉编译器，支持ARMv5TE处理器指令集、JNI接口和一些稳定的库文件 Android NDK仅支持Android SDK 1.5版本，因此1.0和1.1版本的应用程序不能够使用Android NDK Android NDK提供一系列的说明文档、示例代码和开发工具，指导程序开发人员使用C/C+语言进行库文件开发，并提供便捷工具将库文件打包到apk文

3、件中,10.2 NDK编译环境,Android NDK编译环境支持Windows XP、Linux和MacOS，本书仅介绍Windows系统的编译环境配置方法 Windows系统的编译环境配置方法 下载Android NDK的安装包 下载并安装Cygwin 配置Cygwin的NDK开发环境 测试开发环境是否可以正常工作,10.2 NDK编译环境,下载Android NDK的安装包 在Google的官方网站下载Android NDK的安装包，下载地址是,10.2 NDK编译环境,下载Android NDK的安装包 将下载的ZIP文件解压缩到用户的Android开发目录中，作者将Android N

4、DK解压到E:Android目录中，ZIP文件中包含一层目录，因此Android NDK的最终路径为E:Androidandroid-ndk-1.5_r1,10.2 NDK编译环境,下载并安装Cygwin Android NDK目前还不支持在Windows系统下直接进行交叉编译，因此需要在Windows系统下安装一个Linux的模拟器环境Cygwin，完成C/C+代码的交叉编译工作 Android NDK要求GNU Make的版本高于或等于3.18，之前的版本并没有经过测试，因此需要安装较新版本的Cygwin Cygwin的最新版本可以到官方网站下载，也可以到中文的映像网站下载,10.2 ND

5、K编译环境,下载并安装Cygwin 在Cygwin的安装过程中，需要将Devel下的gcc和make的相关选项选上，否则Cygwin将无法编译C/C+代码文件,10.2 NDK编译环境,配置Cygwin的NDK开发环境 在缺省情况下，Cygwin安装在C盘的根目录下，修改C:cygwinhomeusername.bash_profile文件，username会根据用户使用的用户名称而变化 在.bash_profile文件的结尾处添加如下代码 上面的代码说明了Android NDK所在的目录，目录是e盘android/android-ndk-1.5_r1 如果Android NDK安装在c盘的T

6、estAndroid/android-ndk-1.5_r1中，则上面的代码则应该为,10.2 NDK编译环境,测试开发环境是否可以正常工作 首先启动Cygwin，然后切换到/build目录中，运行host-setup.sh文件 如果运行结果如下图，说明Android NDK的开发环境已经可以正常工作了 Android NDK的编译环境已经安装配置完毕,10.2 NDK编译环境,Android NDK的目录结构 在android-ndk-1.5_r1目录中，包含5个子目录和2个文件 apps目录是Android工程的保存目录，子目录hello-jni和tow-libs是NDK自带的两个示例目录

7、build目录保存了交叉编译工具、编译脚本和配置文件 docs目录是帮助文档的保存目录 out目录是交叉编译的输出目录，保存输出的so文件,10.2 NDK编译环境,Android NDK的目录结构 sources目录是C/C+源代码文件的保存目录，其下的hello-jni和tow-libs子目录，分别保存了NDK自带示例所需要的C/C+源代码文件 GNUmakfile文件和README.TXT文件分别是make工具的配置文件和NDK的说明文件,10.2 NDK编译环境,Android NDK的目录结构 docs目录中的帮助文件说明,10.2 NDK编译环境,Android NDK自带两个示例

8、hello-jni和tow-libs hello-jni是一个非常简单的例子，非托管代码实现了一个可以返回字符串的共享库，Android工程调用这个共享库获取字符串，然后显示在用户界面上 tow-libs是稍微复杂一些的例子，使用非托管代码实现了一个数学运算的共享库，Android工程动态加载这个共享库，并调用其中的函数，函数功能是通过使用静态库实现的,10.3 NDK开发示例,在进行NDK开发时，一般需要同时建立Android工程和C/C+工程，然后使用NDK编译C/C+工程，形成可以被调用的共享库，最后共享库文件会被拷贝到Android工程中，并被直接打包到apk文件中 后面的内容将And

9、roidNdkDemo示例说明如何进行Android NDK开发 AndroidNdkDemo是一个进行加法运算的示例，程序会随机产生两个整数，然后调用C语言开发的共享库对这两个整数进行加法运算，最后将运算结果显示在用户界面上,10.3 NDK开发示例,AndroidNdkDemo示例的界面 进行Android NDK开发一般要经过如下的步骤 建立Application.mk文件 建立Android工程 建立Android.mk文件 建立C源代码文件 编译共享库模块,10.3 NDK开发示例,建立Application.mk文件 建立步骤 在apps目录中建立应用程序目录，AndroidNdk

10、Demo示例的应用程序目录为ndk-demo 在ndk-demo目录中建立一个空目录project，这个目录以后会用来存放Android工程 在ndk-demo目录中建立一个名为Application.mk的文件，用来描述Android工程将调用的共享库 AndroidNdkDemo示例的目录结构,10.3 NDK开发示例,建立Application.mk文件 在进行NDK开发时，在应用程序目录中一定要有Application.mk文件，用来声明Android工程需要调用的非托管模块（如静态库或共享库） AndroidNdkDemo示例的Application.mk的代码如下 第1行的变量AP

11、P_PROJECT_PATH表示Android工程所在的目录，在生产共享库文件后，APK将自动将共享库文件拷贝到libsarmeabi目录中，本示例将共享库文件拷贝到appsndk-demoprojectlibsarmeabi目录中,10.3 NDK开发示例,建立Application.mk文件 第2行代码中的变量APP_MODULES表示Android工程需要调用的非托管模块，如果存在多个非托管模块，使用空格进行分隔。本示例调用的非托管模块为add-module，对应在后面涉及的Android.mk文件 Application.mk的变量说明,10.3 NDK开发示例,建立Android工程

12、 在project目录中建立Android工程时，需要取消复选框“Use default location”，并指定预先建立的project文件夹作为工程文件夹 在建立AndroidNdkDemo工程后，修改main.xml文件，添加一个id为display的TextView和一个id为add_btn的Button按钮,10.3 NDK开发示例,建立Android工程 程序中的生产随机数和调用的代码在AndroidNdkDemo.java文件中，下面是AndroidNdkDemo.java文件的核心代码,10.3 NDK开发示例,建立Android工程,10.3 NDK开发示例,建立Andro

13、id工程 上面的代码有一个NDK开发的小技巧，在开发C/C+的共享库前，可以使用具有相同和相近功能的Java函数进行替代。在代码第17行本应该调用共享库的add()函数，但为了便于开发和调试，在代码第25行到第27行，使用Java代码开发了一个功能相同的add()函数，这样即使在没有完成C/C+的共享库开发前，也可以对这个Android工程进行界面部分的调试 第16行和第23行注释掉的代码，就是在C/C+的共享库开发完毕后需要使用的代码，其中第16行是动态加载共享库的代码，加载的共享库名称为add-module；第23行用来声明共享库的函数，使用C/C+开发的共享库必须有同名的函数。在共享库开

14、发完毕后，取消第16行和第23行代码的注释，并注释掉第25行到第27行代码，这样程序就可以正常调用共享库内的函数进行加法运算,10.3 NDK开发示例,建立Android.mk文件 建立C/C+源代码文件前，首先需要在sources目录中建立模块目录，AndroidNdkDemo示例的模块目录为add-module，这个模块目录的名称与Application.mk文件中声明的模块名称相同 add-module目录中包含两个文件，Android.mk和add-module.c，目录结构如下,10.3 NDK开发示例,建立Android.mk文件 Android.mk是为NKD编译系统准备的脚本文

15、件，用来描述模块需要编译C/C+文件的信息 通常NKD编译系统会搜寻$NDK/sources/*/目录中的所有Android.mk文件，但如果程序开发人员将Android.mk文件放置在下一级目录中，则需要在上一级目录中的Android.mk文件添加如下代码,10.3 NDK开发示例,建立Android.mk文件 下面来分析AndroidNdkDemo示例的add-module模块的Android.mk文件 Android.mk文件的代码如下,10.3 NDK开发示例,建立Android.mk文件 每个Android.mk文件都必须以第1行代码开始，变量LOCAL_PATH用来定义需要编译的C

16、/C+源代码的位置，my-dir由NKD编译系统提供，表示当前目录的位置。代码第3行的include $(CLEAR_VARS)表示清空所有以LOCAL_开始的变量，例如LOCAL_MODULE、LOCAL_SRC_FILES、LOCAL_STATIC_LIBRARIES等，但第1行定义的LOCAL_PATH不在清空的范围内。因为所有的脚本都将粘贴到同一个GNU Make的执行上下文中，而且所有变量都是全局变量，因此必须在每次使用前清空所有以前用过的变量,10.3 NDK开发示例,建立Android.mk文件 第5行代码变量LOCAL_MODULE用来声明模块名称，模块名称必须唯一，而且中间不

17、能够存在空格。NKD编译系统将会在模块名称前自动添加lib前缀，然后生产so文件。这里的模块名称为add-module，生产的共享库文件名为libadd-module.so。但需要注意的是，如果程序开发人员使用具有lib前缀的模块名称，NKD编译系统将不再添加前缀，例如模块名称为libsub，生产的共享库文件名为libsub.so,10.3 NDK开发示例,建立Android.mk文件 第6行代码中的变量LOCAL_SRC_FILES表示编译模块所需要使用的C/C+文件列表，但不需要给出头文件的列表，因为NKD编译系统会自动计算依赖关系。add-module模块仅需要一个C文件，文件名为add

18、-module.c。缺省情况下，结尾名为.c的文件是C语言源文件，结尾名为.cpp的文件是C+语言源文件 第8行代码include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)表示NKD编译系统构建共享库，如果变量BUILD_SHARED_LIBRARY更改为BUILD_STATIC_LIBRARY，则表示需要NKD编译系统构建静态库,10.3 NDK开发示例,建立C源代码文件 根据Android.mk文件的声明，add-module模块仅包含一个C源代码文件add-module.c。add-module.c文件的作用是实现两个整数加法运算功能，全部代码如下,10.3 NDK开发示例,建立C

19、源代码文件 第1行代码引入的是JNI（Java Native Interface）的头文件 第3行代码是函数名称，jlong表示Java长型整数，Java_edu_hrbeu_AndroidNdkDemo_AndroidNdkDemo_add的构成为Java_，其中的名称和参数要与AndroidNdkDemo.java文件定义的函数一致，AndroidNdkDemo.java文件定义的函数为public native long add(long x, long y) 第5行代码用来返回加法运算结果,10.3 NDK开发示例,编译共享库模块 首先启动cygwin，然后切换到Androd NDK的

20、主目录下，键入如下的编译命令 ndk-demo是apps目录下的应用程序目录名称。在指定应用程序（目录）名称后，NKD编译系统会首先找到目录中的Application.mk文件，根据Application.mk文件的信息，确定该Android共享需要使用add-module模块；然后在sources目录中搜索所有Android.mk文件，在找到与add-module模块匹配的Android.mk文件后，根据Android.mk文件提供的信息编译指定的C/C+源代码文件，形成共享库文件；最后将生产的共享库文件拷贝到Android工程的指定目录中,10.3 NDK开发示例,编译共享库模块 目前Androi