Android之NDK开发

 一、NDK产生的背景

　　Android平台从诞生起，就已经支持C、C++开发。众所周知，Android的SDK基于Java实现，这意味着基于Android SDK进行开发的第三方应用都必须使用Java语言。但这并不等同于“第三方应用只能使用Java”。在Android SDK首次发布时，Google就宣称其虚拟机Dalvik支持JNI编程方式，也就是第三方应用完全可以通过JNI调用自己的C动态库，即在Android平台上，“Java+C”的编程方式是一直都可以实现的。

　　不过，Google也表示，使用原生SDK编程相比Dalvik虚拟机也有一些劣势，Android SDK文档里，找不到任何JNI方面的帮助。即使第三方应用开发者使用JNI完成了自己的C动态链接库（so）开发，但是so如何和应用程序一起打包成apk并发布？这里面也存在技术障碍。比如程序更加复杂，兼容性难以保障，无法访问Framework API，Debug难度更大等。开发者需要自行斟酌使用。

　　于是NDK就应运而生了。NDK全称是Native Development Kit。

　　NDK的发布，使“Java+C”的开发方式终于转正，成为官方支持的开发方式。NDK将是Android平台支持C开发的开端。

 

二、为什么使用NDK

　　1.代码的保护。由于apk的java层代码很容易被反编译，而C/C++库反汇难度较大。

　　2.可以方便地使用现存的开源库。大部分现存的开源库都是用C/C++代码编写的。

　　3.提高程序的执行效率。将要求高性能的应用逻辑使用C开发，从而提高应用程序的执行效率。

　　4.便于移植。用C/C++写得库可以方便在其他的嵌入式平台上再次使用。

 

三、NDK简介

       1.NDK是一系列工具的集合

       NDK提供了一系列的工具，帮助开发者快速开发C（或C++）的动态库，并能自动将so和java应用一起打包成apk。这些工具对开发者的帮助是巨大的。

NDK集成了交叉编译器，并提供了相应的mk文件隔离CPU、平台、ABI等差异，开发人员只需要简单修改mk文件（指出“哪些文件需要编译”、“编译特性要求”等），就可以创建出so。

NDK可以自动地将so和Java应用一起打包，极大地减轻了开发人员的打包工作。

       2.NDK提供了一份稳定、功能有限的API头文件声明

       Google明确声明该API是稳定的，在后续所有版本中都稳定支持当前发布的API。从该版本的NDK中看出，这些API支持的功能非常有限，包含有：C标准库（libc）、标准数学库（libm）、压缩库（libz）、Log库（liblog）。

 

四、NDK开发环境的搭建

1.下载安装Android NDK

　　地址：http://developer.android.com/sdk/ndk/index.html

2.下载安装cygwin

　　由于NDK编译代码时必须要用到make和gcc，所以你必须先搭建一个linux环境， cygwin是一个在windows平台上运行的unix模拟环境,它对于学习unix/linux操作环境，或者从unix到windows的应用程序移植，非常有用。通过它，你就可以在不安装linux的情况下使用NDK来编译C、C++代码了。下载地址：http://www.cygwin.com

　　1）然后双击运行吧，运行后你将看到安装向导界面。

　　2）点击下一步,此时让你选择安装方式：

• Install from Internet：直接从Internet上下载并立即安装（安装完成后，下载好的安装文件并不会被删除，而是仍然被保留，以便下次再安装）。
• Download Without Installing：只是将安装文件下载到本地，但暂时不安装。
• Install from Local Directory：不下载安装文件，直接从本地某个含有安装文件的目录进行安装。

　　3）选择第一项，然后点击下一步。

　　4）选择要安装的目录，注意，最好不要放到有中文和空格的目录里，似乎会造成安装出问题，其它选项不用变，之后点下一步：

　　5）上一步是选择安装cygwin的目录，这个是选择你下载的安装包所在的目录，默认是你运行setup.exe的目录，直接点下一步就可以：

　　6）此时你共有三种连接方式选择：

• Direct Connection：直接连接。
• Use IE5 Settings：使用IE的连接参数设置进行连接。
• Use HTTP/FTP Proxy：使用HTTP或FTP代理服务器进行连接（需要输入服务器地址、端口号）。

　　用户可根据自己的网络连接的实情情况进行选择，一般正常情况下，均选择第一种，也就是直接连接方式。然后再点击“下一步”。

　　7）这是选择要下载的站点，选择后点下一步。

　　8）此时会下载加载安装包列表

　　9）Search是可以输入你要下载的包的名称，能够快速筛选出你要下载的包。那四个单选按钮是选择下边树的样式，默认就行，不用动。View默认是Category，建议改成full显示全部包再查，省的一些包被隐藏掉。左下角那个复选框是是否隐藏过期包，默认打钩，不用管它就行，下边开始下载我们要安装的包吧，为了避免全部下载，这里列出了后面开发NDK用得着的包：autoconf2.1、automake1.10、binutils、gcc-core、gcc- g++、gcc4-core、gcc4-g++、gdb、pcre、pcre-devel、gawk、make共12个包

　　10）然后开始选择安装这些包吧，点skip，把它变成数字版本格式，要确保Bin项变成叉号，而Src项是源码，这个就没必要选了。

　　11）下面测试一下cygwin是不是已经安装好了。

      运行cygwin，在弹出的命令行窗口输入：cygcheck -c cygwin命令，会打印出当前cygwin的版本和运行状 态，如果status是ok的话，则cygwin运行正常。

      然后依次输入gcc –version，g++ --version，make –version，gdb –version进行测试，如果都打印出版本信息和一些描述信息，则cygwin安装成功！

3.配置 NDK 环境变量

　　a．首先找到 cygwin 的安装目录，找到一个 home\< 你的用户名 >\.bash_profile 文件，我的是：E:\cygwin\home\Administrator\.bash_profile ， ( 注意：我安装的时候我的 home 文件夹下面什么都没有，解决 的办法：首先打开环境变量，把里面的用户变量中的 HOME 变量删掉，在 E:\cygwin\home 文件夹下建立名为Administrator 的文件夹（是用户名），然后把 E:\cygwin\etc\skel\.bash_profile 拷贝到该文件夹下 ) 。

　　b．打开 bash_profile 文件，添加 NDK=/cygdrive/< 你的盘符 >/<android ndk 目录 > 例如：

　　　　　　NDK=/cygdrive/e/android-ndk-r5

　　　　　　export NDK

　　NDK 这个名字是随便取的，为了方面以后使用方便，选个简短的名字，然后保存

　　c．打开 cygwin ，输入 cd $NDK ，如果输出上面配置的 /cygdrive/e/android-ndk-r5 信息，则表明环境变量设置成功了。

 

4.用 NDK 来编译程序   

　　a．现在我们用安装好的 NDK 来编译一个简单的程序吧，我们选择 ndk 自带的例子 hello-jni ，我的位于E:\android-ndk-r5\samples\hello-jni( 根据你具体的安装位置而定 ) ，

　　b．运行 cygwin ，输入命令 cd /cygdrive/e/android-ndk-r5/samples/hello-jni ，进入到 E:\android-ndk-r5\samples\hello-jni 目录。

　　c．输入 $NDK/ndk-build ，执行成功后，它会自动生成一个 libs 目录，把编译生成的 .so 文件放在里面。 ($NDK是调用我们之前配置好的环境变量， ndk-build 是调用 ndk 的编译程序 )

　　d．此时去 hello-jni 的 libs 目录下看有没有生成的 .so 文件，如果有，你的 ndk 就运行正常啦！

 

5.在 eclipse 中集成 c/c++ 开发环境

　　a．装 Eclipse 的 C/C++ 环境插件： CDT ，这里选择在线安装。　　首先登录 http://www.eclipse.org/cdt/downloads.php ，找到对应你 Eclipse 版本的 CDT 插件 的在线安装地址。

　　b．然后点 Help 菜单，找到 Install New Software 菜单

　　c．点击 Add 按钮，把取的地址填进去，出来插件列表后，选 Select All ，然后选择下一步即可完成安装。

　　d．安装完成后，在 eclispe 中右击新建一个项目，如果出现了 c/c++ 项目，则表明你的 CDT 插件安装成功啦！

 

6.配置 C/C++ 的编译器

　　a．打开 eclipse ，导入ndk 自带的hello-jni 例子，右键单击项目名称，点击 Properties ，弹出配置界面，之后再点击 Builders ，弹出项目的编译工具列表，之后点击 New，新添加一个编译器，点击后出现添加界面，选择 Program ，点击 OK。

　　b．出现了添加界面，首先给编译配置起个名字，如： C_Builder，设置 Location 为 < 你 cygwin 安装路径 >\bin\bash.exe 程序，例：E:\cygwin\bin\bash.exe ，设置Working Directory为<你 cygwin 安装路径 >\bin 目录，例如： E:\cygwin\bin，设置 Arguments 为 --login -c "cd /cygdrive/e/android-ndk-r5/samples/hello-jni && $NDK /ndk-build"

　　上面的配置中 /cygdrive/e/android-ndk-r5/samples/hello-jni 是你当前要编译的程序的目录， $NDK 是之前配置  的 ndk 的环境变量，这两个根据你具体的安装目录进行配置，其他的不用变， Arguments 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

　　c．接着切换到 Refresh 选项卡，给 Refresh resources upon completion 打上钩

　　d．然后切换到 Build Options 选项卡，勾选上最后三项

　　e．之后点击 Specify Resources 按钮，选择资源目录，勾选你的项目目录即可

　　f．最后点击 Finish，点击 OK 一路把刚才的配置都保存下来，注意：如果你配置的编译器在其它编译器下边，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。

　　g．编译配置也配置完成啦，现在来测试一下是否可以自动编译呢，打开项目 jni 目录里的 hello-jni.c 文件把提示 Hello from JNI! 改成其他的文字：如： Hello ， My name is alex. ，然后再模 拟器中运行你的程序，如果模拟器中显示了你最新修改的文字，那么 Congratulations ！你已经全部配置成功啦！

 

五、开发自己的NDK程序

　　入门的最好办法就是学习Android自带的例子， 这里就通过学习Android的NDK自带的demo程序：hello-jni来达到这个目的。

1、 开发环境的搭建

　　1)android的NDK开发需要在linux下进行： 因为需要把C/C++编写的代码生成能在arm上运行的.so文件，这就需要用到交叉编译环境，而交叉编译需要在linux系统下才能完成。

　　2)安装android-ndk开发包，这个开发包可以在google android 官网下载： 通过这个开发包的工具才能将android jni 的C/C++的代码编译成库

　　3)android应用程序开发环境： 包括eclipse、java、 android sdk、 adt等。

　　如何下载和安装android-ndk我这里就不啰嗦了，安装完之后，需要将android-ndk的路劲加到环境变量PATH中：

　　　　sudo gedit /etc/environment

　　在environment的PATH环境变量中添加你的android-ndk的安装路劲，然后再让这个更改的环境变量立即生效：

　　　　 source  /etc/environment

　　经过了上述步骤，在命令行下敲：

　　　　ndk-bulid

　　弹出如下的错误，而不是说ndk-build not found，就说明ndk环境已经安装成功了。

　　　　Android NDK: Could not find application project directory !    
　　　　Android NDK: Please define the NDK_PROJECT_PATH variable to point to it.    
　　　　/home/braincol/workspace/android/android-ndk-r5/build/core/build-local.mk:85: *** Android NDK: Aborting    .  Stop.

 2.代码的编写

　　1)首先是写java代码

　　建立一个Android应用工程HelloJni，创建HelloJni.java文件：

　　HelloJni.java :

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