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Step by Step筹建Android NDK开发环境

热度:121   发布时间:2016-05-01 18:56:24.0
Step by Step搭建Android NDK开发环境


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????? 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NDKAndroid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?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

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??????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!

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Step1?????Eclipse中增加C/C++支持

??????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 SDKADT

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???????NDK同时支持CC++,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
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??????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:

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??????点击Yes按钮,等待Eclipse重启。现在你的Eclipse就支持C/C++了。

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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。

??????www.cygwin.com下载Cygwin

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??????在右边有一个灰色的小图标“Install or update Cygwin now!”,点击它,Cygwinsetup.exe就会被下载下来,并开始运行。

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??????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)
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??????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:

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??????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:
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??????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:
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??????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:

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??????试一试,让Cygwin控制台启动并初始化:

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??????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:
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??????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。

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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。

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??????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!

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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:

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??????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。

??????Wizard创建好应用后……

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??????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UnixMakefile的写法进行深入研究。

??????NDKbuild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

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下面的就是这个文件的内容:

#include <string.h>

#include <jni.h>

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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CygwinAndroid 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:

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??????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;

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import android.app.Activity;

import android.app.AlertDialog;

import android.os.Bundle;

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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:

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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++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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