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Android NDK 开发教程二:概述

Posted on 2013-11-24 12:46 虚空骄阳 阅读(1450) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: Android

注意:在Windows上运行NDK需要有Cygwin支持,个人建议使用Ubuntu为好 。

介绍:

Android SDK是一个允许Android应用开发人员使用C或C++源文件编译并嵌入到本机源代码中的应用程序包的一组工 具。

重要说明:

Android NDK只能用于android 1.5以上版本

1 Android NDK的目的:

Android虚拟机允许你的应用程序源代码通过JNI调用在本地实现的源代码,简单的说,这就意味着:

—-你的应用程序将声明一个或多个用’native’关键字的方法用来指明它们是通过本地代码实现的

例如:native byte[] loadFile(String filePath)

—-你必须提供包含实现这些方法的共享库(就是.so),将共享库打包到你的应用程序包apk中,这些库文件必须根据 标准的Unix约定来命名为 lib<something>.so,并且是需要包含一个标准的JNI的接口,例如

libFileLoader.so

—-你的应用程序必须明确的装载这些库文件(.so文件),比如,在程序的开始装载它,只需要简单的添加几句源代码:

static {

System.loadLibrary(“FileLoader”);

}

注意:这里你不必再将前缀lib和后缀.so写入。

Android NDK对于Android SDK只是个组件,它可以帮你:

—-生成的JNI兼容的共享库可以在大于Android1.5平台的ARM CPU上运行

—-将生成的共享库拷贝到合适的程序工程路径的位置上,以保证它们自动的添加到你的apk包中(并且签名的)

—-在以后的版本中,我们将提供来帮助你的源代码通过远程gdb连接和尽可能多的源代码的信息。

而且,Android NDK还提供:

—-一组交叉编译链(编译器、链接器等)来生成可以在Linux,OS X和Windows(用Cygwin)运行的二进制文件

—-一组与由Android平台提供的稳定的本地API列表的头文件

它们在docs/STABLE-APIS.html中有说明

重要提示:

记住,在以后的更新和发布平台中,Android系统镜像中的大多数本地系统库并不是一成不变的,而是可以彻底改变, 甚至删除的

—-一个编译系统(build system)可以允许开发者写一个非常短的编译文件(build files)去描述哪个源代码需要编 译,并且怎样编译。编译系统可以解决所有的toolchain/platform/CPU/ABI细节的问题。并且,较晚的NDK版 本中还添加了更多的可以不用改变开发者的编译文件的情况下的toolchains,platforms,系统接口

2Android NDK的缺点

NDK并不是一个可以编写通用的源代码并且可以在Android设备上运行的方法,你的应用程序还是需要使用JAVA程序,适当的处理系统事件来避免“应用程序没有反应”的对话框或者处理Android应用程序的生命周期

注意:可以适当的在源代码中写一个复杂的应用程序,用于启动/停止一个小型的“应用程序包”

强烈建议很好地理解的 JNI,因为许多操作在这种环境要求的开发人员,都采取具体的行动,不一定在常见典型的本机代码。这些措施包括:

—-不能通过指针直接访问VM的对象。比如:你不能安全的得到一个指向String对象的16位char数组的循环遍历

—-需要显示引用管理本机代码时候要保持处理JNI调用之间的VM对象

NDK在Android平台仅仅提供了有限的本地API和库文件的支持的系统头文件,然而一个标准的Android系统镜像包括许多本地共享库,这些都应该被考虑在更新和发行版本的可以彻底改变的实现细节

如果Android系统库没有明确的被NDK明确的支持,然后应用程序不应该依赖于它提供的,或者打破了将来在各种设备上的无线系统更新

选定的系统库将逐渐被添加到稳定的NDK API中

3NDK开发实践

下面将给出一个怎样用Android NDK开发本地代码的粗略的概述

(1) 把本地代码放在$PROJECT/jni/…下,比如将hello.c放到apps/hello/jni/目录下

(2) 在你的NDK编译系统中在$PROJECT/jni/Android.mk来描述你的源代码

(3) 可选:在$PROJECT/jni/Application.mk到你的编译系统中来详细描述你的项目,尽管你开始的话不一定需要它, 但是它允许你使用更多的CPU或者覆盖编译器/链接器的标记(看docs/APPLICATION-MK.html了解更多细节)

(4) 从你的项目的目录开始通过运行”$NDK/ndk-build”来编译你的代码,或者从子目录开始

(5) 最后一步可以copy,万一成功,剥离共享库的应用层序需要你的应用程序的项目根目录。然后你通过通常的方法来 生成最终的apk

现在,开始一些更 的细节

① 配置N DK

以前的发行版本需要你运行“build/host-setup.sh”脚本来配置你的NDK。从release 4(NDK r)以后就完全去除了这一步

② 放置C/C++代码

假如我们创建的是test目录,创建的代码hello.c

把hello.c放到test/jni目录下

这个项目的位置相当于你的Android应用程序项目的路径

这样你就很轻松的组织起来了你想要的jni的目录,这里项目目录的名字和结构不会影响到最终生成的apk,所以 你不必用类似于com.<mycompany>.<myproject>作为应用程序包名

注意,NDK是支持C和C++的,NDK支持的C++文件扩展名是’.cpp’,但是其他的扩展名也是可以被处理的     (看docs/ANDROID-MK.html了解更多)

它可以通过调整你的Android.mk文件来将源代码放在不同的位置

③ 创建一个Android.mk编译脚本

Android.mk文件是一个小型的编译脚本,你可以在NDK编译系统中用它来描述你的源代码。更详细的描述在docs/ANDROID-MK.html中

总而言之,NDK将你的源代码聚合到模块(modules)中,每个模块可以执行下列之一

—-一个静态库(lib<project>.a)

—-一个动态库(lib<project>.so)

你可以在Android.mk中定义多个模块,或者你可以编写多个Android.mk文件,每一个定义一个单独的模块

注意,单独的Android.mk也行被编译系统多次解析,以确定哪些变量没有被定义。

默认地,NDK会通过如下的编译脚本去寻找

test/jni/Android.mk(存放位置)

如果你想定义Android.mk到子目录中,你需要在最高层的Android.mk中明确的包含它们,下面是一个帮助的方法可以实现这个功能。

include $(call all-subdir-makefiles)

它会将所有的在子目录中的Android.mk文件加入到当前编译文件的路径中

④ 写一个Application.mk编译文件(可选)

在你的编译系统中有一个Android.mk文件描述模块的同时,Application.mk文件藐视你的应用程序本身。请看docs/APPLICATION-MK.html文档来理解这个文件允许我们做什么。这包括

—-你的应用程序需要模块的准确清单

—-CPU架构生成机器代码

—-可选信息,你是否需要一个release或者debug build,特殊的C/C++编译器标志和其他适用于所有模块的build

这个文件是可选文件:默认地,NDK会提供一个对于所有的在你的Android.mk(所有的makefiles都在里面)中的所有模块的简单编译并且指定默认的CPU ABI

使用Application.mk有两种方法:

—-把它放到 test/jni/Application.mk,它就会自动的被’ndk-build’脚本找出来

—-把它放在NDK/<name>/Application.mk,也就是NDK安装的路径下,然后从NDK目录下执行”make APP=<name>”

这个方法是Android NDK r4以前的。现在仍然兼容。但是我们强烈建议你使用第一种方法,因为它更简单并且不用修改NDK安装树的目录。

再次看看docs/APPLICATION-MK.html对于它的完整说明

⑤ 调用NDK编译系统

用NDK编译成机器码的最好方法是使用”ndk-build”脚本,你还可以使用第二个,这取决于你早起常见的”$NDK/apps”子目录

在两种情况下,成功构建将copy应用程序所需的最终的已经剥离的二进制模块(即共享库)到应用程序的项目路径中(注意,未剥离的版本主要是用于调试目的,无需拷贝未剥离的二进制文件到设备中)

[1]:使用’ndk-build’命令

‘ndk-build’脚本位于NDK安装目录最顶层,可以直接被应用程序项目目录(你的AndroidManifest.xml文件所在位置)或者其他任何子目录

$ cd $PROJECT

$ $NDK/ndk-build(注意是$NDK/ndkbuild,这是个命令)
将启动NDK的build脚本,它会自动探测您开发的系统和应用程序项目文件,以确定build设么

例如:

$ndk-build

$ndk-build clean à清理生成的二进制文件

$ndk-build –B V=1 à强制完全重新build,显示命令

默认的,它期望的是可选文件$PROJECT/jni/Application.mk和必须的文件$PROJECT/jni/Android.mk

成功的话,它讲话就复制生成的二进制模块(即共享库.so文件)到你的项目树中的适当位置。您可以在以后重新build完整的Android应用程序包或者通过“ant”命令,或者ADT插件。

可以看docs/NDK-BUILD.html来了解更多的信息

[2]:使用$NDK/apps/<name>/Application.mk

这种build方法是在Android NDK r4版本之前的,不过依然兼容现在的。我们强烈建议您尽可能的使用’ndk-build’,因为我们可能会删除在以后的NDK发行版本中的支持

① 创建一个子目录为$NDK/apps/<name>/

② 在$NDK/apps/<name>/目录下写一个Application.mk文件,然后需要定义一个APP_PROJECT_PATH来 执行你的应用程序项目的目录。

③ 进入到NDK安装目录,然后再输入如下的命令

$cd $NDK
注意:输入cd $NDK后,会自动跳到你设置的ndk的目录中

$make APP=<name>

$make APP=<name> -B 表示重新编译

结果跟第一种方法一样,除了中间文件被放置到了$NDK/out/apps/<name>/

4.从新build你的应用程序包

在NDK生成的二进制文件后,你需要使用一般的方法来重新build你的Android应用程序包文件(apk),或者用“ant”命令或者ADT插件

有关详细信息,请参阅Android SDK的文档,新的.apk会嵌入到您的共享库中,他们将自动提取安装时由系统安装的软件包到你的Android设备上

5 调试支持

NDK提供了一个服务脚本,名字叫”ndk-gdb”,很容易推出一个应用程序的本地调试会话。

本机调试仅仅能运行在Android 2.2或者更高版本,并且不需要root权限或者特权访问,所以可以随意调试你的应用程序。

有关详细信息,请阅读DOCS / NDK- GDB.html。总括而言,本机调试
遵循这个简单的计划:
(1)确保您的应用程序调试(如设置机器人:调试“真”,在您的AndroidManifest.xml)

(2) “NDK构建”构建您的应用程序,然后安装在您的 设备/模拟器

(3)启动应用程序。

(4)运行“ndk-gdb”从你的应用程序项目目录。

你会得到一个gdb提示符。一个有用的列表,请参阅GDB用户手册命令。


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