Android NDK 是运行于Android 平台上的Native Development Kit 的缩写。Android 应用开发者可以通过NDK 调用C 或C++ 本地代码。NDK 编译需要用到Cygwin 中的make 和gcc, 所以先来下载并安装Cygwin。
NDK同时支持C和C++,但C++的支持相对要弱一些,比如,不支持异常,以及在调用静态构造函数和静态析构函数时,存在一些bug。大多数情况下,使用NDK的目的,就是把和性能相关的代码,移到本地(native)层面去实现,你不大可能需要过多的OOP抽象以及其设计方面的优势(译者注:OOP往往会用到虚函数,而这会降低程序运行的性能。设计模式更是如此,通常,设计模式在带来代码的可维护性和可扩展性优势的同时,几乎无可避免地带来性能方面的损害)。我想说的就是,NDK的代码更倾向于用C编写,而不是C++。
NDK提供的API比较有限,这些API主要用于几个和性能相关的领域,比如:
l OpenGL,包括支持(Java)SDK所支持的一些新版本
l Math,(一些,但非全部的,专门针对计算的算法。在native层面实现可获得更好的性能)
l 2D graphics, 从2.2开始支持像素缓冲(pixelbuffer)
l libc,提供了兼容性支持,并可能为移植现有native代码提供方便
Step1:安装CDT
在Eclipse中,进入Help – Install New Software菜单项,选择Galileo作为更新站点(“Work with”)。等待更新项目树加载,然后选中Programming Languages分支下的Eclipse C/C++ Development Tools,然后点击Next按钮。按照后续的提示,接受缺省的选项,最后必须接受许可,以便让Eclipse完成更新。等待Eclipse重启。现在你的Eclipse就支持C/C++了。
注:Galileo支持CDT6.0.2,Helios支持CDT7.0.2,但Helios对Android支持不好。安装该插件仅是方便C++的编辑,不安装也没有什么影响。
Step2:安装Cygwin
Android是基于Linux的,因此如果你要为它编写native代码,你就需要一些Unix工具。在Windows上,NDK支持Cygwin1.7.x或者更高的版本。Cygwin是什么?它只不过是在Windows上,模拟提供Unix环境的一系列的工具而已,这在有些时候很必要的,就像我们现在的情况。到www.cygwin.com下载Cygwin。
使用在线方式安装,注意:安装路径中不能包含空格字符。缺省地,只有base包会被安装,我们则需要Devel包。不要去挑选我们需要什么样的包,因为这样有可能会导致包之间的依赖性丧失或者其他典型的Unix梦魇,所以,我建议安装整个Devel分支。分几次单击Devel根节点边上的“Default”,直到“Default”变成“Install”。现在点击Next按钮,Cygwin就会下载选中的软件包并着手安装。
中间是漫长的等待…
安装到最后,提示是否允许它在桌面创建图标。点击Finish按钮后,你就会看到桌面上出现了一个Cygwin图标,它就是用来启动Cygwin控制台的。
试一试,让Cygwin控制台启动并初始化:
在控制台中输入make –v命令,来检查GNU Make工具是否已经在由Cygwin模拟的Unix环境中存在。
Step3:安装Android NDK
从Android官方网站获得下载Android NDK。下载Windows平台上的NDK zip包,并将其解压到某个目录,再次注意,目录中不能有空格字符。我将它解压到D:\,所以目录路径就是D:\ android-ndk。
现在,开发我们的第一个NDK应用的环境就准备好了!在cygwin环境下使用ndk的编译器对c/C++进行编译。因此,只需在cygwin下配置Android NDK即可。
我在cygwin里面加了个环境变量,你也可以考虑加一下,后面方便(写你自己的目录哦):
ANDROID_NDK_ROOT=/cygdrive/d/android-ndk
export ANDROID_NDK_ROOT
Step4:Making一个基本的NDK应用
在应用中,使用NDK的基本思路就是,将本地代码(native code)编译成函数库,然后就可以在Java代码中使用它。因此,你总会从创建一个标准的(Java)应用开始,再将NDK片段加入。现在就像咱们前面做的那样,用New Android Project Wizard,先在Eclipse中创建一个基本的应用。注意:必须再次确信路径中没有空格字符,否则,在创建项目的时候,你无法处理和NDK相关的事情。
我让Winzard创建Android应用程序:
项目名称:NdkFoo
Package名称:netice.com
缺省的Activity名称:NdkFooActivity
用Wizard创建好应用后,在项目的根节点创建一个文件夹jni(右键单击项目节点,New - Folder)。在这个新创建的文件夹里面,新建一个文件Android.mk(New - File),使其内容如下:
LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
# Here we give our module name and source file(s)
LOCAL_MODULE := ndkfoo
LOCAL_SRC_FILES := ndkfoo.c
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
除去模块名(ndkfoo)外,文件中其它东西都不用关心。当然如果愿意,你自己可以对Unix的Makefile的写法进行深入研究。
对NDK的build过程来说,Android.mk至关重要,它用来区分NDK模块。在我们这个例子中,模块的名字是ndkfoo,它告诉build工具它包含了一个源文件ndkfoo.c。我们到jni文件夹里创建ndkfoo.c:
下面的就是这个文件的内容:
#include <string.h>
#include <jni.h>
netice_com_NdkFooActivity_invokeNativeFunction(JNIEnv* env, jobject javaThis) {
return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from native code!");
}
Android实际上通过JNI(Java Native Interface),用标准的Java方式和本地(native)代码通讯。它定义了Java代码和C/C++代码之间彼此互动的规范和机制。你可以从Sun官方文档中,更多地了解JNI,不过现在你或许注意到了上面C函数的名称并不是随便给出的 – 它对应的是Java中的类名。进一步地,该函数用JNIEnv对象创建一个Java 字符串,并将其返回给调用者。
如果在很多地方需要使用NDK,那么你应该多了解一些JNI。顺便提一下,在本地代码中调用Java方法,创建一些自定义的对象等等,也是可以的。
现在,为了用上面写的C代码创建二进制库,我们需要用到Cygwin和Android NDK工具。启动Cygwin控制台,用cd命令进入到项目所在的文件夹。注意,Windows驱动器已被映射到你目前正在工作的,模拟Unix环境的/cygdrive目录下。在我的机器上,命令就是:cd /cygdrive/c/projects/ndkfoo。
然后,发出调用NDK build工具的命令。在我的机器上,因为NDK安装在D:\,所以命令看起来像这样:/cygdrive/d/android-ndk/ndk-build,如下图所示:
正如你可能注意到的,ndk-build成功运行后,将会在项目根节点下创建一个叫libs的新文件夹,并在其中创建一个.so文件。这个.so文件就是二进制库,它将被包含到应用的.apk包中,并可以被Java代码链接。在Eclipse中,你只需要在选中项目根节点后,按F5键,就可以将在Cygwin控制台中所做的更改,更新到Eclipse项目中。
如果修改了NDK代码中的C/C++源文件,那么就必须重新运行ndk-build命令。由于Eclipse ADT不支持NDK,所以你需要在Cygwin控制台中去做这件事情。每次都不能忘记更新Eclipse项目!
不管怎么说,NDK部分的工作到这里就做完了。现在我们要做的就是修改NdkFooActivity这个类的Java代码:
package
import
import
import
public class NdkFooActivity extends
// 加载库 – 名字必须匹配jni/Android.mk
tatic {
"ndkfoo");
}
// 声明本地代码函数 – 必须匹配ndkfoo.c
private native
/** Called when the activity is first created. */
@Override
public void
super.onCreate(savedInstanceState);
main);
// 这里调用本地代码
String hello = invokeNativeFunction();
new AlertDialog.Builder(this).setMessage(hello).show();
}
}
正如你可能猜到的那样,上面的代码调用了NDK中返回字符串的那个方法,返回的字符串将作为一个警告信息显示在屏幕上。下图就是ndkfoo应用在模拟器上的运行结果:
在Eclipse中集成NDK编译过程
打开Ndk-Foo的工程属性,选择Builders,选择New建立新的配置项,选择program,点OK。
配置如下,名字随便取一个,location和working directory要和你的cygwin目录一致,arguments要和你的工程目录一致。
5、 点击OK后,出现了添加界面,如下图,首先给编译配置起个名字吧,比如说C_Builder,然后,
设置Location为<你cygwin安装路径>\bin\bash.exe程序,例如:F:\cygwin\bin\bash.exe,设置Working Directory为<你cygwin安装路径>\bin目录,例如:F:\cygwin\bin
设置Arguments为
--login -c "cd /cygdrive/f/android/android-ndk-r4-windows/android-ndk-r4/samples/hello-jni && $ndk/ndk-build"
这其中,f/android/android-ndk-r4-windows/android-ndk-r4/samples/hello-jni就是你当前要编译程序的目录,根据你的实际目录情况进行替换,$ndk就是你先前设置的NDK 编译器的目录环境变量,也根据你实际设置的名称进行替换,红色字符部分都是根据实际情况进行替换的,其它的不变。这串参数实际是给bash.exe命令行程序传参数,进入要编译的程序目录,然后运行ndk-build编译程序,填写完成后如下图:
我的arguments是:
--login -c "cd /cygdrive/d/workspace/android\NdkFoo && $ANDROID_NDK_ROOT/ndk-build"
上面的图片应该看得清吧,然后勾选其他配置如下
6、 点击Specify Resources按钮,选择资源目录,勾选你的项目目录即可,如下图所示:
注意在勾选Specify working set of relevant resources时指定资源选择你的工程的jni目录即可。
7、 之后点击Finish,点击OK一路把刚才的配置都保存下来,这里有一个要注意的地方,如果你的编译器配置在其它编译配置下边,记得一定要点Up按钮,把它排到第一位,否则C代码的编译晚于Java代码的编译,会造成你的C代码要编译两次才能看到最新的修改,排到第一位后如下图所示:
当以上步骤都正确配置无误,保存配置后应该就会自动编译jni目录下的C相关代码并输出相应的.so库文件到工程的libs目录下,libs目录会自动创建。
编译时控制台输出类似如下:
再运行工程,结果正确。
以后修改了C代码,保存后也会自动触发编译,省时省力。
提示:明智和小心
使用NDK前,请你三思,并考虑使用它真正能带给你什么好处。从代码质量的角度来看,将C/C++和Java代码混起来,通常并不是一个好主意,同时Dalvik VM也正在变得越来越快,所以在很多情况下,你可以避免使用NDK。
再次提醒,为了确保正确和安全地使用NDK,一定要阅读NDK的文档和彻底地学习JNI。