8步教你打开Android之门 NDK入门教程

·         8步教你打开Android之门 NDK入门教程

这是一篇Android NDK开发的入门教程，在这一教程结束后，你将建立你本身的项目，从Java代码简单地调用原生C语言代码。

教程细节

技术：Android SDK、NDK、C 语言

难度：进阶

预计完成时间：60-90 分钟

先决经验

在咱们开始以前，咱们须要先花点时间了解一下这一教程的难度。它的标记是“进阶”。之因此标为“进阶”是由于咱们这些做者想要确保你符合如下要求：

你有Java和C语言经验。

你能适应命令行操做。

你知道如何了解你的 Cygwin、awk 和其余工具的版本。

你能适应 Android Development。

你有一个有效的 Android 开发环境（本文撰写时，笔者使用的是 Android 2.2）

你使用 Eclipse 或者能够将 Eclipse 的指导步骤轻松应用于你本身的 IDE 上。

就算你并不知足这些条件，咱们固然也欢迎你阅读这一教程，不过你可能在某些步骤遇到困难，若是你知足了以上条件这些困难就会轻易解除。也就是说，即便你认为本身是个移动开发老手，使用 NDK 依然很容易碰到困难和麻烦。请注意你可能要自行排查故障才能让一切正常运转于你的开发系统中。

本教程提供完整的样例项目的开源代码下载。

什么时候使用 NDK 的说明

好，若是你正在阅读这篇教程，你也许已经在考虑在你的 Android 项目中使用 NDK 了。不过，咱们想要花点时间讨论一下 NDK 为何那么重要、什么时候该使用它，以及——同等重要的，什么时候不应使用它。

总的来讲，只有当你的应用程序真的是个处理器杀手的时候你才须要使用 NDK。也就是说，你设计的算法要利用 DalvikVM 中全部的处理器资源，并且原生运行较为有利。还有，别忘了在 Android 2.2 中，JIT 编译器会提升相似代码的效率。

另外一个使用 NDK 的缘由是方便移植。若是你在现有的应用程序中有大量的 C 语言代码，那么使用 NDK 不只能够加速你的项目的开发进程，也能在你的 Android 和非 Android 项目中保持修改的同步。这一点对于那些为其余平台而写的 OpenGL ES 应用程序来讲尤其如此。

别觉得只要用了原生代码就能提升你的应用程序的效率。Java 与原生 C 语言之间的转换会增长一些资源开销，所以只有你有一些集中消耗处理器资源的任务时才真正有必要这么作。

第 0 步：下载工具

好了，让咱们开始吧。你须要下载 NDK。咱们先开始下载，由于在下载的过程当中你能够检查一下确保你所须要用到的其他工具的版本都正确。

从 Android 网站下载适合你的操做系统的 NDK。

如今，对照下列检查你的工具版本：

若是在 Windows 下，Cygwin 1.7 或更高版本

将 awk 升级到最新版本（咱们使用的是 20070501）

GNU Make 3.81 或更高版本（咱们使用的是 3.81）

若是其中任何一个的版本太旧，请在继续以前先升级。

第 1 步：安装 NDK

既然 NDK 已经下载完成（没错吧？），你就须要解压缩它。解压后将它放入合适的目录中。咱们把它放在和 Android SDK 相同的目录下。记住你把它放在哪里了。

如今，你也许想要在路径设置中添加 NDK 工具。若是你在 Mac 或 Linux 下，你能够用你的原生路径设置来完成。若是你在 Windows 下的 Cygwin，你就须要设置 Cygwin 的路径设置。

第 2 步：建立项目

建立一个常规的 Android 项目。为了不往后的问题，你的项目的路径必须不包含空格。咱们的项目有个叫作“com.mamlambo.sample.ndk1”的包，带有一个叫作“AndroidNDK1SampleActivity”的默认 Activity——你以后还会看到它们。

在这个项目的顶层建立一个叫作“jni”的目录——这是你放置原生代码的地方。若是你很熟悉 JNI，那你就会知道 Android NDK 很大程度上基于 JNI 的概念——它本质上是个只有有限的 C 语言编译头文件的 JNI。

第 3 步：添加一些 C 语言代码

如今，在 jni 文件夹中，建立一个叫作 native.c 的文件。一开始将如下 C 语言代码写入该文件，咱们之后再添加另外一个函数：

1.  #include  

2.   

3.  #include  

4.   

5.  #include  

6.   

7.  #define DEBUG_TAG "NDK_AndroidNDK1SampleActivity"  

8.   

9.  void Java_com_mamlambo_sample_ndk1_AndroidNDK1SampleActivity_helloLog(JNIEnv * env, jobject this, jstring logThis)  

10.  

11. {  

12.  

13.     jboolean isCopy;  

14.  

15.     const char * szLogThis = (*env)->GetStringUTFChars(env, logThis, &isCopy);  

16.  

17.     __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, DEBUG_TAG, "NDK:LC: [%s]", szLogThis);  

18.  

19.     (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, logThis, szLogThis);  

20.  

21. }  

22.  

这个函数实际上很是浅显。它获取一个 Java 对象的字符串参数，将它转换为 C-string，而后将它写入到 LogCat 中。

不过该函数的名字很重要。它遵循了以“Java”的特定字样开头，后面跟着包名称，而后类名称，而后方法名称，和 Java 中定义的同样。每一部分都由一根下划线隔开，而不是点。

该函数的头两个参数也很重要。第一个参数是 JNI 环境，它与 helper 函数会被频繁调用。第二个参数是该函数所属的 Java 对象。

第 4 步：从 Java 中调用原生代码

既然你已经写好了原生代码，让咱们回头看看 Java 这边。在默认的 Activity 中，按照你的喜爱建立一个按钮，并添加一个按钮处理器。从按钮处理器中，对 helloLog 做调用：

23. helloLog("This will log to LogCat via the native call."); 

而后你必须在 Java 这边添加函数声明。在你的 Activity 类中添加以下声明：

24. private native void helloLog(String logThis); 

它告诉编译和连接系统该方法将在原生代码中实现。

最后，你须要加载原生代码最终编译到的库。在 Activity 类中添加以下的静态初始化程序来根据名称加载库（库的名字随你决定，在下一步还会用到）：

25.  

26.  

27. static {  

28.  

29.     System.loadLibrary("ndk1");  

30.  

31. }  

32.  

第 5 步：添加原生代码的 Make 文件

在 jni 文件夹中，如今你须要添加在编译中要用到的 makefile。该文件必须以“Android.mk”命名，若是你以前命名的文件为 native.c，库为 ndk1，那么 Android.mk 的内容就应该是这样：

33.  

34.  

35. LOCAL_PATH := $(call my-dir)    

36.  

37.     

38.  

39. include $(CLEAR_VARS)    

40.  

41.     

42.  

43. LOCAL_LDLIBS := -llog    

44.  

45.     

46.  

47. LOCAL_MODULE    := ndk1    

48.  

49. LOCAL_SRC_FILES := native.c    

50.  

51.     

52.  

53. include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)  

54.  

 

第 6 步：编译原生代码

既然你的原生代码已完成，make 文件也已就绪，是时候编译原生代码了。在命令行下（Windows 用户在 Cygwin 下），你须要在你的项目的根目录下运行 ndk-build 命令。ndk-build 工具就在 NDK 工具目录中。将它添加到咱们的路径中是最方便的办法。

在以后的编译中，若是你使用“ndk-build clean”命令，那么你能够确保全部的东西都被从新编译了。

第 7 步：运行代码

如今你已准备稳当能够运行代码了。在你最喜欢的模拟器或者手持设备中载入该项目，查看 LogCat，而后点击按钮。

可能有两件事情会发生。首先，它可能正常工做了。这样的话，恭喜你！不过你可能仍是想要继续阅读下去。你也可能在 LogCat 中获得相似“Could not execute method of activity”这样的错误。这很正常。这只是说明你漏掉了某个步骤罢了。用 Eclipse 很容易发生这种状况。一般，Eclipse 被设置为自动重编译。若是它不知道有东西被修改了，它就不会自动重编译和重连接。在本例中，Eclipse 不知道你编译了原生代码。因此，“清除（cleaning）”该项目（在 Eclipse 工具栏中点击项目（Project）->清除（Clean）），强制 Eclipse 重编译。

第 8 步：添加另外一个原生函数

接下来的函数将不只演示返回值的能力，还会演示返回例如字符串这样的对象的能力。在 native.c 中添加以下函数：

1.  jstring Java_com_mamlambo_sample_ndk1_AndroidNDK1SampleActivity_getString(JNIEnv * env, jobject this, jint value1, jint value2)  

2.  {  

3.      char *szFormat = "The sum of the two numbers is: %i";  

4.      char *szResult;  

5.      // add the two values  

6.      jlong sum = value1+value2;  

7.      // malloc room for the resulting string  

8.      szResult = malloc(sizeof(szFormat) + 20);  

9.      // standard sprintf  

10.     sprintf(szResult, szFormat, sum);  

11.     // get an object string  

12.     jstring result = (*env)->NewStringUTF(env, szResult);  

13.     // cleanup  

14.     free(szResult);  

15.     return result;  

16. }  

17.  

18.  

为了正常编译，你会须要添加一个 include stdio.h 的声明。并且，为了响应这个新的原生函数，请在你的 Activity Java 类中添加以下声明：

19.  

20. private native String getString(int value1, int value2);  

你如今能够随意设定其功能。咱们使用以下两个调用和输出：

21. String result = getString(5,2);  

22. Log.v(DEBUG_TAG, "Result: "+result);  

23. result = getString(105, 1232);  

24. Log.v(DEBUG_TAG, "Result2: "+result);  

回到 C 语言函数中，你会注意到咱们作了许多事情。首先，咱们在使用 malloc() 函数中的 sprintf() 调用时须要建立一个缓冲器（buffer）。若是你不会忘记经过使用 free() 函数清理结果，那么这就很合理了。而后，为了传回结果，你可使用一个叫做 NewStringUTF() 的 JNI helper 函数。该函数基本上就是获取一个 C 语言字符串，以之建立一个新的 Java 对象。这个新的字符串对象就能够在以后做为结果返回，你就能够在 Java 类中将它做为一个常规 Java 字符串对象使用了。

指令集、兼容性，等等

Android NDK 须要 Android SDK 1.5 或更高版本。在新版本的 NDK 中，有些新的头文件可用于扩大对某些 API 的访问——特别是 OpenGL ES 库。

不过，那些都不是咱们要谈论的兼容性。这是原生代码，在使用时由处理器构架编译。所以，你要问本身的一个问题会是它支持何种处理器构架？在目前的 NDK 中（在本文撰写时）它只支持 ARMv5TE 和 ARMv7-A 指令集。默认设置下，目标架构被设置为 ARMv5TE，它能够在使用 ARM 芯片的 Android 设备上运行。

它预计将来将支持其余指令集（其中提到了 x86）。这其中有颇有意思的潜在情况：NDK 解决方案没法适用于全部的设备。例如，市面上有使用 x86 指令集的英特尔（Intel）Atom 处理器的 Android 平板设备。

那么 NDK 在模拟器上如何呢？模拟器运行的是真正的虚拟机，包括完整的处理器虚拟。没错，这意味着在虚拟机中运行 Java 就等因而在虚拟机中运行了一个虚拟机。