Android NDK開發(一) 入門

開始之前

最近學習了一下NDK的開發, 就來分享一下.
對一個新鮮事物, 我們先解決的無非就是三件事情: 是什麼?為什麼?怎麼做?.

NDK簡介

（英語：native development kit，簡稱NDK）是一種基於原生程序接口的軟件開發工具。通過此工具開發的程序直接以本地語言運行，而非虛擬機。因此只有java等基於虛擬機運行的語言的程序才會有原生開發工具包。[維基百科]

NDK是一系列工具的集合

NDK提供了一系列的工具，幫助開發者快速開發C（或C++）的動態庫，並能自動將so和java應用一起打包成apk。這些工具對開發者的幫助是巨大的.

NDK集成了交叉編譯器，並提供了相應的mk文件隔離CPU、平台、ABI等差異，開發人員只需要簡單修改mk文件（指出“哪些文件需要編譯”、“編譯特性要求”等），就可以創建出so。

NDK可以自動地將so和Java應用一起打包，極大地減輕了開發人員的打包工作。

那我們為什麼要使用呢?

代碼的保護。由於apk的java層代碼很容易被反編譯，而C/C++庫反匯難度較大。 可以方便地使用現存的開源庫。大部分現存的開源庫都是用C/C++代碼編寫的。 提高程序的執行效率。將要求高性能的應用邏輯使用C開發，從而提高應用程序的執行效率。 便於移植。用C/C++寫得庫可以方便在其他的嵌入式平台上再次使用。

上述文字致謝Devin Zhang提供理論支持

是什麼和為什麼我就先介紹到這兒, 接下來就具體看看如何進行NDK的開發

開發前准備

　開發環境

請大家務必升級到AS 2.2以上版本, 因為這個版本升級了很多內容, 詳情請見 Android Studio 2.2 正式穩定版發布

Android Studio 2.2.2 JDK1.7 API 24 Gradle 2.2.2

NDK和CMake 的下載和安裝

大家可以直接打開SDK進行下載和安裝

由於NDK的工具包較大, 大家也可以選擇從網站中下載: http://wear.techbrood.com/tools/sdk/ndk/, 選擇自己對應的版本使用迅雷等工具下載即可, 不過通過這種方法一定要修改local.properties文件, 在裡面添加:

//後面改成自己下載後解壓的路徑名
ndk.dir=C\:\\Users\\Lulu\\AppData\\Local\\Android\\android-ndk-r13

關於CMake

CMakeList.txt 是腳本文件, 需要指定包含哪些源代碼; 可以寫一些條件語句, 實現不同的代碼包含 內部說明:
1). add_library 表示編譯一個代碼庫, 內部包含了代碼庫的名稱, 以及源代碼有哪些

NDK兩種開發模式

ndk-build 形式; Android Studio 2.2之前的模式 CMake 形式: CLion C/C++編輯器; AS2.2之後整合了CLion代碼, AS就支持了CMake形式的NDK開發

開始開發

接下來通過幾個案例來演示NDK的開發流程

創建工程

新建工程, 選中Include C++ Support
vc/uLCDV4tH5u+G4+M7Sw8ew/Ln80rvQqczYtqi1xMq+wP20+sLrLCCw79b6ztLDx8DtveK6zcq508M8YnIgLz4NCjxpbWcgYWx0PQ=="NDK" src="/uploadfile/Collfiles/20161108/201611081014272006.png" title="\" />

點擊Finish, 如果出現圖示錯誤的肯定沒有好好看上面的 開發前准備

案例一 實現在C語言中隱藏AppKey等信息

step1: 為了使代碼整潔, 咱們新建一個類 NativeHelper, 專門用於訪問C語言代碼的幫助類 並添加獲取Appkey的方法

public class NativeHelper {
    static {
        // 加載C代碼庫, 庫的名稱, 必須是CMakeLists.txt中指定的名稱
        System.loadLibrary("native-lib");
    }

    //獲取C中隱藏的AppKey
    public static native String getAppKey();
}

Note: 一定要添加上面的靜態代碼塊的內容, 否則無法加載C代碼庫
此時的getAppKey()方法標紅, 不用管它, 繼續….

step2: 在cpp目錄下右擊創建C/C++ Source, 選擇Type, 並勾選 Create an associated hader, 為保持對應, 名字命名為: com_lulu_ndkdemo_NativeHelper, 此時會出現, 在cpp目錄下會出現兩個文件, 如圖:

step3: 在CMakeLists.txt中的add_library中添加依關系, 點擊同步

src/main/cpp/com_lulu_ndkdemo_NativeHelper.c

Note:

C代碼庫生成的名稱規則
1. 如果棧頂代碼庫名稱為 “nh” 那麼生成的文件必定是libnh.so
命名規則: lib庫名.so
2. System.loadLibrary(庫名); //此處不能包含前面的lib和後面的.so

step4: 在com_lulu_ndkdemo_NativeHelper.c文件中添加c語言代碼

#include 
JNIEXPORT jstring JNICALL
                  Java_com_lulu_ndkdemo_NativeHelper_getAppKey(JNIEnv *env, jclass type) {

    //測試代碼, 沒有任何意義
    char* app_key = "5465465416948";

    //生成 Java 中的字符串對象
    //指針的指針
    // env <=> JNINativeInterface** C語言
    return (*env)->NewStringUTF(env, app_key);
}

step5: 在MainActivity中獲取AppKey, 查看結果 -> 成功

    String appKey = NativeHelper.getAppKey();
    Log.d(TAG, "onCreate: appKey => " + appKey);

Note: Java 調用C/C++代碼
1. 任何一個類的方法, 如果聲明了native修飾符, 那麼就可以認為是一個C代碼;
2. 可以用對象, 類直接調用
3. 創建C/C++文件; 如果一個類中有一個native的方法, 那麼對應的C方法: Java_包名類名方法名(JNIEnv *env, …);
4. 當Java類中包含了native的方法, 那麼這個類必須寫一個靜態初初始化塊: System.loadLibrary(“庫名”)

案例二 實現在C語言中打印log

接下來, 只簡單介紹核心代碼, 不再贅述

step1: 在com_lulu_ndkdemo_NativeHelper.c中添加:

JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_lulu_ndkdemo_NativeHelper_printLog(JNIEnv *env, jclass type, jstring str_) {
    const char *str = (*env)->GetStringUTFChars(env, str_, 0);
    //TODO: 顯示Android 的日志
    // 調用Android的代碼
    // 代碼需要調用系統的日志庫, 這個庫已經在 CMakeList.txt添加了e,因此可以直接調用
    const char *tag = "NativeHelper";
    //jstring -> char*
    jboolean b = JNI_FALSE;
    const char* txt = (*env)->GetStringUTFChars(env, str_, b);
    //打印log日志
    __android_log_write(ANDROID_LOG_DEBUG, tag, txt);
    //釋放string
    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, str_, str);
}

step2: NativeHelper中添加

//在C中打印log
public static native void printLog(String str);

step3: MainActivity中調用

//打印C語言中的Log
NativeHelper.printLog("測試Log");

完整代碼

Demo已上傳到github上, 歡迎大家Clone

小結

至此, 咱們應該大致了解了一下NDK開發的簡單流程, 鄙人菜鳥, 希望拋磚引玉, “引”出更好的文章

本文還有下篇, 將再寫一些關於NDK開發的案例Demo, 希望大家喜歡和關注