Android NDK 开发跟其它开发一样,首先需要配置好开发环境,本文以 Ubuntu系统为例介绍如何进行 Android NDK 开发环境的配置。
1. 简介
什么是 Android NDK 呢? NDK(Native Development Kit) 是一个允许开发者用一些本地语言(C/C++)编写 Android App 的部分功能的工具集。对于一些特定的 App,NDK 非常有利于我们直接使用现成的用 C/C++ 编写的代码库(但对于大多数 App 来说,NDK 是没有必要的)。使用 NDK 进行 C/C++ Android 开发的基本结构和流程如下图(来自 ):
2.开发环境配置
NDK 开发过程中涉及到将 C/C++ 程序编译为动态库(.so文件),由于Ubuntu系统中已经安装有 C/C++ 的编译工具 gcc/g++,以及 make 工具,所以在此不作介绍。另外还需要安装 JDK,并配置 Java 的环境变量,这个不是本文重点,在此也不作介绍了。
下面重点讲讲 Android 相关 SDK 的安装和配置,主要涉及到 Android SDK,ADT,NDK等。要进行 Android 开发,首先需要安装 Android SDK,要在 Eclipse 中进行开发的话,还需在 Eclipse 中安装 ADT(Android Develop Tools),在 Android 官网上提供了 SDK 和 包含 ADT 的 Eclipse 的集成开发包,可以一起下载:。另外,还需要安装 NDK,下载地址:。下载完这两个压缩包后解压并移动到 /usr/local 目录下:
(1)先下载安装NDK。下载链接:,下载后解压缩就可以用了。
(2)打开Eclipse,点Window->Preferences->Android->NDK,设置NDK路径(如果没有NDK选项,可按照进行设置),如下图所示:
(3)新建一个Android工程(这里为AntiVirus),在工程上右键点击Android Tools->Add Native Support...,然后给我们的.so文件取个名字,例如本例中的:HelloJni。这时候工程就会多一个jni的文件夹,jni下有Android.mk和HelloJni.cpp文件。Android.mk是NDK工程的Makefile,HelloJni.cpp就是NDK的源文件。
(4)新建并配置一个Builder: (a)Project->Properties->Builders->New,新建一个Builder。 (b)在弹出的【Choose configuration type】对话框,选择【Program】,点击【OK】: (c)在弹出的【Edit Configuration】对话框中,配置选项卡【Main】。 在“Name“中输入新builders的名称(这里为Ndk_Builder)。 在“Location”中输入nkd-build(windows为nkd-build.cmd)的路径。 (我的是/usr/local/android-ndk-r10/ndk-build,根据各自的ndk路径设置,也可以点击“Browser File System…”来选取这个路径)。 在“Working Diretcoty”中输入${workspace_loc:/AntiVirus}(也可以点击“Browse Workspace”来选取AntiVirus目录)。 (d)【Edit Configuration】对话框中,配置选项卡【Refresh】。 勾选“Refresh resources upon completion”, 勾选“The entire workspace”, 勾选“Recuresively include sub-folders”。 (e)【Edit Configuration】对话框中,配置选项卡【Build options】。 勾选“After a “Clean””, 勾选“During manual builds”, 勾选“During auto builds”, 勾选“Specify working set of relevant resources”。 点击“Specify Resources…”,勾选AntiVirus工程的“jni“目录,点击”finish“。点击“OK“,完成配置。到这里Eclipse就能够自动调用NDK编译jni目录下的C/C++代码了。(5)在AntiVirus工程中新建一个TestJni.java类(为了调用C/C++代码),其内容如下:
1 package com.wat.antivirus; 2 3 public class TestJni { 4 static { 5 System.loadLibrary("HelloJni"); // //加载相应的动态库,相对路径,src的根目录,库名必须是libxxx.so 6 } 7 8 public native String helloSay(); // 返回字符串,使用JNI的关键字native 9 public native int helloAdd(int a,int b); // 两个整数相加 10 public native int helloSub(int a,int b); // 两个整数相减 11 public native int helloMul(int a,int b); // 两个整数相乘 12 public native int helloDiv(int a,int b); // 两个整数相除 13 }
(6)在 Eclipse 中 build 一下生成对应 .class 文件,然后使用 javah 工具根据该 class 文件自动生成 jni API 的头文件。在 AntiVirus工程根目录下执行如下命令:
javah -classpath ./bin/classes -d jni com.wat.antivirus.TestJni
其中 -classpath ./bin/classes
表示类的路径,-d jni
表示生成的头文件存放的目录, com.wat.antivirus.TestJni
则是完整类名。
注意生成的头文件命名采用:包名+类名
JNI头文件一般由三部分组成:
- 头文件
- 本地方法的注释
- 本地方法在头文件中的表示
执行命令后,在 ~/workspace/AntiVirus/jni
目录下生成了C++头文件 com_wat_antivirus_TestJni.h
,文件内容如下:
1 /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */ 2 #include3 /* Header for class com_wat_antivirus_TestJni */ 4 5 #ifndef _Included_com_wat_antivirus_TestJni 6 #define _Included_com_wat_antivirus_TestJni 7 #ifdef __cplusplus 8 extern "C" { 9 #endif10 /*11 * Class: com_wat_antivirus_TestJni12 * Method: helloSay13 * Signature: ()Ljava/lang/String;14 */15 JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_wat_antivirus_TestJni_helloSay16 (JNIEnv *, jobject);17 18 /*19 * Class: com_wat_antivirus_TestJni20 * Method: helloAdd21 * Signature: (II)I22 */23 JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_wat_antivirus_TestJni_helloAdd24 (JNIEnv *, jobject, jint, jint);25 26 /*27 * Class: com_wat_antivirus_TestJni28 * Method: helloSub29 * Signature: (II)I30 */31 JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_wat_antivirus_TestJni_helloSub32 (JNIEnv *, jobject, jint, jint);33 34 /*35 * Class: com_wat_antivirus_TestJni36 * Method: helloMul37 * Signature: (II)I38 */39 JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_wat_antivirus_TestJni_helloMul40 (JNIEnv *, jobject, jint, jint);41 42 /*43 * Class: com_wat_antivirus_TestJni44 * Method: helloDiv45 * Signature: (II)I46 */47 JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_wat_antivirus_TestJni_helloDiv48 (JNIEnv *, jobject, jint, jint);49 50 #ifdef __cplusplus51 }52 #endif53 #endif
我们拿其中一个方法作具体说明:
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_wat_antivirus_TestJni_helloAdd(JNIEnv *, jobject, jint, jint);
1、JNIEXPORT和JNICALL都是JNI的关键字,表示此函数是要被JNI调用的。
2、jint本地方法返回的数据类型,表示的是java下面的int类型
3、Java_com_wat_antivirus_TestJni_helloAdd 这个就是被JNICALL调用的部分,也就是Java中的native 方法名,这里起名字的方式比较特别,是:包名+类名+方法名。(Java_为JNI中标识此方法来源于java的标识头)
注意:类名千万别加下划线,Test_Jni
4、JNIEnv * 它是一个接口指针,用于定位函数表中的函数,jni.h头文件中存在着大量被封装好的函数,这些函数也是JNI编程中经常被使用到的,要想调用这些函数就需要使用JNIEnv这个对象
5、jobject 两种情况
类 对象 实例 TestJni tj = new TestJni(); tj.helloAdd(10,20);
- 上述中helloAdd方法是一个非静态方法,在Java中要想调用它必须先实例化对象,然后再用对象调用它,那这个时候jobject就可以看做Java类的一个实例化对象,也就是在本地方法实现上 jobject thiz 这个thiz参数就是指的tj
- 如果helloAdd是一个静态方法,那么在Java中,它不是属于一个对象的,而是属于一个类的,Java中用TestJni .helloAdd()这样的方式来调用,这个时候jobject就可以看做是java类的本身,也就是说thiz就是TestJni.class
(7)编辑Android.mk文件,其内容如下:
1 #返回当前mk的路径,宏函数’my-dir’, 由编译系统提供 2 LOCAL_PATH := $(call my-dir) 3 #CLEAR_VARS由编译系统提供,让GNU MAKEFILE为你清除LOCAL_XXX变量 4 include $(CLEAR_VARS) 5 #生成动态库名 6 LOCAL_MODULE := HelloJni 7 #添加源文件、头文件 8 LOCAL_SRC_FILES := HelloJni.c 9 #生成动态库10 include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
补充说明:
1 #增加所需的库 2 LOCAL_LDLIBS := -llog 3 链接的库不产生依赖关系,一般用于不需要重新编译的库,如库不存在,则会报错找不到。默认的路径/android-ndk-r6b/platforms/android-3/arch-arm/usr/lib 链接的都是系统的库 4 LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libexpat libcurl 5 会生成依赖关系,当库不存在时会去编译这个库。一般用于编译第三方提供的库 6 #生成动态库 7 include $(BUILD_SHARED_LIBRARY) 8 #生成静态库 9 #include $(BUILD_STATIC_LIBRARY) 10 #生成应用程序11 #include $(BUILD_EXECUTABLE)
(8)将com_wat_antivirus_TestJni.h
拷贝到AntiVirus工程的jni目录下, 然后在HelloJni.c文件中完成头文件中函数的实现,其内容如下:
1 #include2 #include 3 4 jstring 5 Java_com_wat_antivirus_TestJni_helloSay( JNIEnv* env, 6 jobject thiz ) 7 { 8 #if defined(__arm__) 9 #if defined(__ARM_ARCH_7A__)10 #if defined(__ARM_NEON__)11 #if defined(__ARM_PCS_VFP)12 #define ABI "armeabi-v7a/NEON (hard-float)"13 #else14 #define ABI "armeabi-v7a/NEON"15 #endif16 #else17 #if defined(__ARM_PCS_VFP)18 #define ABI "armeabi-v7a (hard-float)"19 #else20 #define ABI "armeabi-v7a"21 #endif22 #endif23 #else24 #define ABI "armeabi"25 #endif26 #elif defined(__i386__)27 #define ABI "x86"28 #elif defined(__x86_64__)29 #define ABI "x86_64"30 #elif defined(__mips64) /* mips64el-* toolchain defines __mips__ too */31 #define ABI "mips64"32 #elif defined(__mips__)33 #define ABI "mips"34 #elif defined(__aarch64__)35 #define ABI "arm64-v8a"36 #else37 #define ABI "unknown"38 #endif39 40 return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI ! Compiled with ABI " ABI ".");41 }
编辑HelloJni.c并保存后,可以看到AntiVirus工程下的obj/local/armeabi目录下将自动生成libAntiVirus.so库。
(9)在AntiVirus.java中完成对TestJni.java中函数的调用:
1 package com.wat.antivirus; 2 3 import android.app.Activity; 4 import android.os.Bundle; 5 import android.view.View; 6 import android.widget.Button; 7 import android.widget.TextView; 8 9 10 public class MainActivity extends Activity {11 12 @Override13 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {14 super.onCreate(savedInstanceState);15 setContentView(R.layout.activity_main);16 17 Button btn = (Button)findViewById(R.id.btn_cal);18 btn.setOnClickListener(new Button.OnClickListener() {19 @Override20 public void onClick(View arg0) {21 // TODO Auto-generated method stub22 TextView tv1 = (TextView) findViewById(R.id.textView1);23 TextView tv2 = (TextView) findViewById(R.id.textView2);24 TextView tv3 = (TextView) findViewById(R.id.textView3);25 26 int a = Integer.parseInt(tv1.getText().toString());27 int b = Integer.parseInt(tv2.getText().toString());28 TestJni tj = new TestJni();29 int c = tj.helloAdd(a,b);30 String str = tj.helloSay(); 31 tv3.setText(str + Integer.toString(c));32 }33 });34 }35 }
(10)运行AntiVirus工程,在模拟器中可以看到界面输出来自HelloJni.c 文件中的“HelloWorld from JNI ! “。
OK,NDK实例到此完成。后续就可以深入的学习NDK/JNI了,比如C/C++与Java的数据类型转换,Android.mk文件的编写格式等。