Step by Step搭建Android NDK开发环境2011-02-13 23:04:28| 分类： Android | 标签：android ndk |字号大
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原文：http://mindtherobot.com/blog/452/android-beginners-ndk-setup-step-by-step/
作者：Ivan
译者：玄机逸士
大多数Android开发者是从纯Java、基于Android SDK应用开始学习Android编程的，而且每个人都知道，他们无须使用NDK(Native Development Kit)。由于NDK及其文档和示例，均独立于SDK，因此，如果在开发中不用它实际操练一次，就不大可能熟悉它。
因为这样的原因，很多人认为NDK是Android开发中的“巫术(black magic)”，许多不熟悉NDK的开发者，认为1) NDK复杂难懂，难以使用。与此同时，也有许多开发者认为NDK是一种万灵药(silver bullet)，能解决SDK所不能解决的一切问题。
事实上，正如我将在这篇文章中说明的那样，这两种观点都是相当错误的。尽管的确带来了维护成本，也确实给项目增加了技术方面的复杂度，但安装NDK或者在项目中使用NDK并不困难。同时，在某些情况下，NDK的确能给应用程序带来很大的帮助。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
在本教程中，我们将在前一篇文章中谈及的建立基本Android开发环境的基础上，增加NDK支持。我们也会用NDK创建一个项目的基本框架，以资各位开发NDK应用借鉴。
配置开发环境所必须的软件下载，需要一些时间(30分钟左右)，所以请准备好。
准备好了吗？Let’s go!
Step1： 在Eclipse中增加C/C++支持
在前一个教程，我们安装了最基本的Eclipse，以及让Eclipse支持Android开发的Android SDK和ADT。
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++。
不管怎么说，我们的Eclipse安装到目前为止既不支持C也不支持C++。我们实际上也不需要完整的支持，包括诸如编译、连接之类的事情。但是，我们希望Eclipse能够让C/C++的关键字显示为不同的颜色，以及进行基本的语法检查。这就要求我们通过Eclipse更新机制，为其增加这方面的特性，就像我们让Eclipse增加支持Android特性那样。
现在，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。完成后，你将会看到要求重启Eclipse的提示：
点击Yes按钮，等待Eclipse重启。现在你的Eclipse就支持C/C++了。
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：
在右边有一个灰色的小图标“Install or update Cygwin now！”，点击它，Cygwin的setup.exe就会被下载下来，并开始运行。
选中Install from Internet，点击Next按钮，然后选择安装路径(注意：安装路径中不能包含空格字符) – 当然这需要一些硬盘空间。然后在选择本地包路径 – 随便选择一个临时的目录就可以了，因为以后基本上不会用到它。
到这里，Cygwin会首先连接到中心网站，并下载镜像网站列表。选择一个地理上看起来较近的站点，这有可能会节省一些下载的时间(译者注：在国内访问国外的网站，访问速度其实和地理位置的远近没有必然的联系，比如访问日本的网站，往往比访问美国的网站更慢，尽管日本在地理上离我们更近。因此，建议在下载之前，用ping命令看看网站列表中，访问哪个网站需要的时间最少)。
选定镜像网站后，点击Next按钮，Cygwin就会下载，并向你展示可下载软件包的列表：
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”，就像上图所示的那样。
现在点击Next按钮，Cygwin就会下载选中的软件包并着手安装：
这一步需要一些时间，所以你不妨去喝一杯咖啡，如果网速确实比较慢的话，去享用你的午餐也没有什么问题。
当你回来后，你可能就可以看到安装的最后一步：
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Android NDK所必须的工具是否已经存在：
你应该可以看到同样的输出，它告诉我们GNU Make工具已经在由Cygwin模拟的Unix环境中存在。Cool！
注意：根据我的经验，Cygwin安装通常不太稳定，而且经常会出错。如果你有什么这方面的问题，咱们可以在留言中讨论，我会尽量帮忙。在这一步，如果有什么错误，就没有必要继续下去了(译者注：言下之意，需要重新来过)，因为在Windows上进行NDK开发，正确安装Cygwin是必须的。
Step3： 安装Android NDK
下一步就是下载Android NDK，并把它放到我们的文件系统中。NDK可以从Android官方网站获得。
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C:\，所以目录路径就是C:\android-ndk-r4。
现在，开发我们的第一个NDK应用的环境就准备好了！
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：
不管你相信与否，必须再次确信路径中没有空格字符。我的Eclipse工作区在一个带有空格字符的目录里面，所以，正如上图所示，我不得不取消Use default location复选框，手动地选择一个没有空格字符的路径。总之，Eclipse工作区最好存在于没有空格字符的路径里面。
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创建缺省的NdkFooActivity，这个Activity我们后面将会用到。
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>
jstring Java_com_mindtherobot_samples_ndkfoo_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C:\，所以命令看起来像这样：
/cygdrive/c/android-ndk-r4/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 com.mindtherobot.samples.ndkfoo;
import android.app.Activity;
import android.app.AlertDialog;
import android.os.Bundle;
public class NdkFooActivity extends Activity
{
// 加载库 – 名字必须匹配jni/Android.mk
static
{
System.loadLibrary("ndkfoo");
}
// 声明本地代码函数 – 必须匹配ndkfoo.c
private native String invokeNativeFunction();
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState)
{
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.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：
Step5： 明智和小心
如前所言，也可能因为你现在更加了解了，NDK并非怪物，在应用中使用它还是相当容易的。尽管如此，每次使用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。
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