Android(安卓)NDK：在Android(安卓)Studio下的基本开发步骤和基础知识点总结

一、概述

Native Development Kit，原生开发工具“NDK”
NDK是为了让上层的java应用能够调用底层的c/c++而设计的。

二、基本开发步骤

AS版本：release 1.4.1

注意问题：

1. 在local.properties配置文件中，配置路径中不能有空格
比如使用了C:\Program Files\Android总是提示错误
2. 最好不要再Activity中申明一个native方法
因为如果在Activity中申明native方法，那么使用javah的时候就必要要把相关引用的库给添加上，如果是普通的java类，那么使用就不需要考虑很多Android自带的类库。
3. 在c文件中，要NewStringUTF转换string类型。
否则编译时会将你的字符串的数字型看成是引用类型

本示例是在MainActivity中显示一个字符串，而字符串的内容是来自于一个C函数。

1.创建一个NDKDemo的工程。

2.在工程中创建一个新的类，如JNITest.java

3.在该类里面定义一个native方法:

public native String getStringFromNative();/* * native 关键字， 这个关键字表示这两个方法是本地方法， * 也就是说这两个方法是通过本地代码（C/C++）实现的， * 在java代码中仅仅是声明 * */

4.然后Build -> Make Project一下

目的就是编译成对应的class文件，这步必须在下一步之前完成，因为生成.h文件需要用到相应的.class文件。
.class文件的生成路径是在 app_path/build/intermediates/classes/debug下的。

5.根据生成的class文件，利用javah生成对应的 .h头文件

方法如下：
点开AS的Terminal标签页，若默认是进入到该项目的app文件夹下，就在该目录下输入cd src\main 切换到main目录下。
然后输入下面命令：

javah -d jni -classpath C:\Android\Sdk\platforms\android-23\android.jar;F:\AndroidG\NDKDemo\app\build\intermediates\classes\debug com.zhuanghongji.ndkdemo.JNITest

上述命令的格式为：

javah -d (jni新建文件名) -classpath (sdk路径);(class 路径) (class文件名，包括包名)

-d 输出目录，jni是gradle默认的路径 -classpath jar的路径，有时碰到的找不到Activity的类的错误可能是由这个引起的 com.zhuanghongji.ndkdemo.JNITest        包名+类名

执行上述命令发现在main目录下多了一个jni文件夹，而且里面有生成好的头文件：com_zhuanghongji_ndkdemo_JNITest.h
内容如下：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */#include <jni.h>/* Header for class com_zhuanghongji_ndkdemo_JNITest */#ifndef _Included_com_zhuanghongji_ndkdemo_JNITest#define _Included_com_zhuanghongji_ndkdemo_JNITest#ifdef __cplusplusextern "C" {#endif/* * Class: com_zhuanghongji_ndkdemo_JNITest * Method: getStringFromJNI * Signature: ()Ljava/lang/String; */JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_zhuanghongji_ndkdemo_JNITest_getStringFromJNI  (JNIEnv *, jobject);#ifdef __cplusplus}#endif#endif

上面代码中的JNIEXPORT 和 JNICALL 是jni的宏，在android的jni中不需要，当然写上去也不会有错。从上面的源码中可以看出这个函数名那是相当的长啊。。。。不过还是很有规律的，完全按照：java_pacakege_class_mathod 形式来命名。

注意下上面的注释：

/* * 1.该方法所在的类 * Class: com_zhuanghongji_ndkdemo_JNITest * * 2.该方法所在类中的对应方法 * Method: getStringFromJNI * * 3.其中()表示函数的参数为空 * 其中Ljava/lang/String;表示函数的返回值是java的String对象 * Signature: ()Ljava/lang/String; * * 这里为空是指除了JNIEnv *, jobject 这两个参数之外没有其他参数， * JNIEnv*, jobject是所有jni函数必有的两个参数， * 分别表示jni环境和对应的java类（或对象）本身 */

6.接着在jni目录下新建一个 .c文件

来实现头文件里面声明的方法。
我自己建立的是：com_zhuanghongji_ndkdemo_JNITest.c
实现代码后，如下：

// include刚才生成的头文件#include "com_zhuanghongji_ndkdemo_JNITest.h"JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_zhuanghongji_ndkdemo_JNITest_getStringFromJNI        (JNIEnv *env, jobject obj){    return (*env)->NewStringUTF(env, "I'm native function: getStringFromJNI() !");}

注意：在jni下面再建一个空的.c文件，如temp.c
要不编译有问题，谷歌官方有提到这个问题，可能是android studio的一个bug。

7.在 local.properties 文件中设置ndk的路径：

我的是：ndk.dir=C:\\Android\\android-ndk-r10

8.在gradle.properties文件进行配置”使用NDK”

此文件末尾增加代码：android.useDeprecatedNdk=true

9.在app目录下的 build.gradle中设置库文件名（生成的so文件名）：

工程中共有两个build.gradle配置文件，我们要修改的是在<Project>\app\build.gradle这个文件
找到 defaultConfig 这项，在里面添加如下内容：

    ndk{        moduleName "MyJniName"  //设置库(so)文件名称，加载时会被用到        ldLibs "log", "z", "m"  //链接时使用到的库，对应android.mk文件中的LOCAL_LDLIBS        abiFilters "armeabi", "armeabi-v7a", "x86"  //最终输出指定三种abi体系结构下的so库,目前可有可无    }

这时，再执行”Build->Make Project”，就可以编译出so文件了。
编译出来的库文件被Studio输出到了下图的路径中：

10.在JNITest.java中增加对so的加载：

    static {        System.loadLibrary("MyJniName");    }

至此：JNITest.java 的完整代码如下：

// JNITest.javapackage com.zhuanghongji.ndkdemo;public class JNITest {    static {        System.loadLibrary("MyJniName");    }    public native String getStringFromJNI();}

11.现在在MainActivity中使用JNITest类的native方法：

package com.zhuanghongji.ndkdemo;import android.os.Bundle;import android.support.v7.app.AppCompatActivity;import android.widget.TextView;public class MainActivity extends AppCompatActivity {    private TextView mTextView;    @Override    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.activity_main);        mTextView= (TextView) findViewById(R.id.tv);        String s = new JNITest().getStringFromJNI();        mTextView.setText(s);    }}

现在运行的话，你就会看到下面的结果：

上面的字符串I'm native function: getStringFromJNI() !是C文件中的

return (*env)->NewStringUTF(env, "I'm native function: getStringFromJNI() !");

这段代码返回的。

三、基本知识点总结

1.为什么使用NDK

代码的保护。由于apk的java层代码很容易被反编译，而C/C++库反汇难度较大。
可以方便地使用现存的开源库。大部分现存的开源库都是用C/C++代码编写的。
提高程序的执行效率。将要求高性能的应用逻辑使用C开发，从而提高应用程序的执行效率。
便于移植。用C/C++写得库可以方便在其他的嵌入式平台上再次使用。

2.NDK简介

NDK是一系列工具的集合
- NDK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。NDK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。
- NDK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。
NDK提供了一份稳定、功能有限的API头文件声明
Google明确声明该API是稳定的，在后续所有版本中都稳定支持当前发布的API。从该版本的NDK中看出，这些API支持的功能非常有限，包含有：C标准库（libc）、标准数学库（libm）、压缩库（libz）、Log库（liblog）。

3.如何编写Android.mk文件

在jni目录下（即hello-jni.c 同级目录下）新建一个Android.mk文件，Android.mk 文件是Android 的 makefile文件。

下面这个文件是官方示例 hello-jni 的makefile文件。

# Copyright (C) 2009 The Android Open Source Project## Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");# you may not use this file except in compliance with the License.# You may obtain a copy of the License at##      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0## Unless required by applicable law or agreed to in writing, software# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.# See the License for the specific language governing permissions and# limitations under the License.LOCAL_PATH := $(call my-dir)include $(CLEAR_VARS)LOCAL_MODULE    := hello-jniLOCAL_SRC_FILES := hello-jni.cinclude $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

这个Androd.mk文件很短，下面我们来逐行解释下：

　　　　LOCAL_PATH := $(call my-dir)　　一个Android.mk 文件首先必须定义好LOCAL_PATH变量。它用于在开发树中查找源文件。在这个例子中，宏函数’my-dir’, 由编译系统提供，用于返回当前路径（即包含Android.mk file文件的目录）。　　　　include $( CLEAR_VARS)　　CLEAR_VARS由编译系统提供，指定让GNU MAKEFILE为你清除许多LOCAL_XXX变量（例如 LOCAL_MODULE, LOCAL_SRC_FILES, LOCAL_STATIC_LIBRARIES, 等等...), 除LOCAL_PATH 。这是必要的，因为所有的编译控制文件都在同一个GNU MAKE执行环境中，所有的变量都是全局的。　　　　LOCAL_MODULE := hello-jni　　编译的目标对象，LOCAL_MODULE变量必须定义，以标识你在Android.mk文件中描述的每个模块。名称必须是唯一的，而且不包含任何空格。注意：编译系统会自动产生合适的前缀和后缀，换句话说，一个被命名为'hello-jni'的共享库模块，将会生成'libhello-jni.so'文件。　　重要注意事项：如果你把库命名为‘libhello-jni’，编译系统将不会添加任何的lib前缀，也会生成 'libhello-jni.so'，这是为了支持来源于Android平台的源代码的Android.mk文件，如果你确实需要这么做的话。　　　　LOCAL_SRC_FILES := hello-jni.c　　LOCAL_SRC_FILES变量必须包含将要编译打包进模块中的C或C++源代码文件。注意，你不用在这里列出头文件和包含文件，因为编译系统将会自动为你找出依赖型的文件；仅仅列出直接传递给编译器的源代码文件就好。　　注意，默认的C++源码文件的扩展名是’.cpp’. 指定一个不同的扩展名也是可能的，只要定义LOCAL_DEFAULT_CPP_EXTENSION变量，不要忘记开始的小圆点（也就是’.cxx’,而不是’cxx’）　　　　include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)　　BUILD_SHARED_LIBRARY表示编译生成共享库，是编译系统提供的变量，指向一个GNU Makefile脚本，负责收集自从上次调用'include $(CLEAR_VARS)'以来，定义在LOCAL_XXX变量中的所有信息，并且决定编译什么，如何正确地去做。还有 BUILD_STATIC_LIBRARY变量表示生成静态库：lib$(LOCAL_MODULE).a， BUILD_EXECUTABLE 表示生成可执行文件。