跟我学Android NDK开发（一）

Android NDK 开发跟其它开发一样，首先需要配置好开发环境，本文以 Ubuntu系统为例介绍如何进行 Android NDK 开发环境的配置。

1. 简介

什么是 Android NDK 呢？ NDK(Native Development Kit) 是一个允许开发者用一些本地语言(C/C++)编写 Android App 的部分功能的工具集。对于一些特定的 App，NDK 非常有利于我们直接使用现成的用 C/C++ 编写的代码库（但对于大多数 App 来说，NDK 是没有必要的）。使用 NDK 进行 C/C++ Android 开发的基本结构和流程如下图（来自shihongzhi博客 ）：

2.开发环境配置

NDK 开发过程中涉及到将 C/C++ 程序编译为动态库(.so文件)，由于Ubuntu系统中已经安装有 C/C++ 的编译工具 gcc/g++，以及 make 工具，所以在此不作介绍。另外还需要安装 JDK，并配置 Java 的环境变量，这个不是本文重点，在此也不作介绍了。

下面重点讲讲 Android 相关 SDK 的安装和配置，主要涉及到 Android SDK，ADT，NDK等。要进行 Android 开发，首先需要安装 Android SDK，要在 Eclipse 中进行开发的话，还需在 Eclipse 中安装 ADT(Android Develop Tools)，在 Android 官网上提供了 SDK 和 包含 ADT 的 Eclipse 的集成开发包，可以一起下载：adt-bundle-linux-x86-20140321.zip。另外，还需要安装 NDK，下载地址：android-ndk-r9d-linux-x86.tar.bz2。下载完这两个压缩包后解压并移动到 /usr/local 目录下：

（1）先下载安装NDK。
下载链接：http://developer.android.com/tools/sdk/ndk/index.html，下载后解压缩就可以用了。

（2）打开Eclipse，点Window->Preferences->Android->NDK,设置NDK路径（如果没有NDK选项，可按照http://jingyan.baidu.com/article/4d58d5413000a09dd4e9c0fe.html进行设置），如下图所示：

（3）新建一个Android工程（这里为AntiVirus），在工程上右键点击Android Tools->Add Native Support...,然后给我们的.so文件取个名字，例如本例中的:HelloJni。这时候工程就会多一个jni的文件夹，jni下有Android.mk和HelloJni.cpp文件。Android.mk是NDK工程的Makefile，HelloJni.cpp就是NDK的源文件。

（4）新建并配置一个Builder：
  （a）Project->Properties->Builders->New，新建一个Builder。
  （b）在弹出的【Choose configuration type】对话框，选择【Program】，点击【OK】：
  （c）在弹出的【Edit Configuration】对话框中，配置选项卡【Main】。
       在“Name“中输入新builders的名称（这里为Ndk_Builder）。
       在“Location”中输入nkd-build(windows为nkd-build.cmd)的路径。
      （我的是/usr/local/android-ndk-r10/ndk-build，根据各自的ndk路径设置，也可以点击“Browser File System…”来选取这个路径）。
       在“Working Diretcoty”中输入${workspace_loc:/AntiVirus}（也可以点击“Browse Workspace”来选取AntiVirus目录）。
 
  （d）【Edit Configuration】对话框中，配置选项卡【Refresh】。
      勾选“Refresh resources upon completion”，
      勾选“The entire workspace”，
      勾选“Recuresively include sub-folders”。
 
  （e）【Edit Configuration】对话框中，配置选项卡【Build options】。
      勾选“After a “Clean””，
      勾选“During manual builds”，
      勾选“During auto builds”，
      勾选“Specify working set of relevant resources”。
 
      点击“Specify Resources…”，勾选AntiVirus工程的“jni“目录，点击”finish“。点击“OK“，完成配置。到这里Eclipse就能够自动调用NDK编译jni目录下的C/C++代码了。
（5）在AntiVirus工程中新建一个TestJni.java类（为了调用C/C++代码），其内容如下：

 package com.wat.antivirus;

 public class TestJni {
     static {
         System.loadLibrary("HelloJni"); // //加载相应的动态库，相对路径，src的根目录，库名必须是libxxx.so
     } 

     public native String helloSay(); // 返回字符串，使用JNI的关键字native
     public native int helloAdd(int a,int b); // 两个整数相加
     public native int helloSub(int a,int b); // 两个整数相减
     public native int helloMul(int a,int b); // 两个整数相乘
     public native int helloDiv(int a,int b); // 两个整数相除
 }

（6）在 Eclipse 中 build 一下生成对应 .class 文件，然后使用 javah 工具根据该 class 文件自动生成 jni API 的头文件。在 AntiVirus工程根目录下执行如下命令：

javah -classpath ./bin/classes -d jni com.wat.antivirus.TestJni

其中 -classpath ./bin/classes 表示类的路径，-d jni 表示生成的头文件存放的目录， com.wat.antivirus.TestJni 则是完整类名。

注意生成的头文件命名采用：包名+类名

JNI头文件一般由三部分组成：

• 头文件
• 本地方法的注释
• 本地方法在头文件中的表示

执行命令后，在 ~/workspace/AntiVirus/jni 目录下生成了C++头文件 com_wat_antivirus_TestJni.h ，文件内容如下：

 /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
 #include <jni.h>
 /* Header for class com_wat_antivirus_TestJni */

 #ifndef _Included_com_wat_antivirus_TestJni
 #define _Included_com_wat_antivirus_TestJni
 #ifdef __cplusplus
 extern "C" {
 #endif
 /*
  * Class:     com_wat_antivirus_TestJni
  * Method:    helloSay
  * Signature: ()Ljava/lang/String;
  */
 JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_wat_antivirus_TestJni_helloSay
   (JNIEnv *, jobject);

 /*
  * Class:     com_wat_antivirus_TestJni
  * Method:    helloAdd
  * Signature: (II)I
  */
 JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_wat_antivirus_TestJni_helloAdd
   (JNIEnv *, jobject, jint, jint);

 /*
  * Class:     com_wat_antivirus_TestJni
  * Method:    helloSub
  * Signature: (II)I
  */
 JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_wat_antivirus_TestJni_helloSub
   (JNIEnv *, jobject, jint, jint);

 /*
  * Class:     com_wat_antivirus_TestJni
  * Method:    helloMul
  * Signature: (II)I
  */
 JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_wat_antivirus_TestJni_helloMul
   (JNIEnv *, jobject, jint, jint);

 /*
  * Class:     com_wat_antivirus_TestJni
  * Method:    helloDiv
  * Signature: (II)I
  */
 JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_wat_antivirus_TestJni_helloDiv
   (JNIEnv *, jobject, jint, jint);

 #ifdef __cplusplus
 }
 #endif
 #endif

我们拿其中一个方法作具体说明：

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_wat_antivirus_TestJni_helloAdd(JNIEnv *, jobject, jint, jint);

1、JNIEXPORT和JNICALL都是JNI的关键字，表示此函数是要被JNI调用的。

2、jint本地方法返回的数据类型，表示的是java下面的int类型

3、Java_com_wat_antivirus_TestJni_helloAdd 这个就是被JNICALL调用的部分，也就是Java中的native 方法名，这里起名字的方式比较特别，是：包名+类名+方法名。(Java_为JNI中标识此方法来源于java的标识头)

注意:类名千万别加下划线，Test_Jni

4、JNIEnv *  它是一个接口指针，用于定位函数表中的函数,jni.h头文件中存在着大量被封装好的函数，这些函数也是JNI编程中经常被使用到的，要想调用这些函数就需要使用JNIEnv这个对象

5、jobject  两种情况

类 对象 实例    TestJni tj  = new TestJni();     tj.helloAdd(10,20);

• 上述中helloAdd方法是一个非静态方法，在Java中要想调用它必须先实例化对象，然后再用对象调用它，那这个时候jobject就可以看做Java类的一个实例化对象，也就是在本地方法实现上 jobject thiz  这个thiz参数就是指的tj
• 如果helloAdd是一个静态方法，那么在Java中，它不是属于一个对象的，而是属于一个类的，Java中用TestJni .helloAdd()这样的方式来调用，这个时候jobject就可以看做是java类的本身，也就是说thiz就是TestJni.class

（7）编辑Android.mk文件，其内容如下:

 #返回当前mk的路径，宏函数’my-dir’, 由编译系统提供
 LOCAL_PATH := $(call my-dir)
 #CLEAR_VARS由编译系统提供，让GNU MAKEFILE为你清除LOCAL_XXX变量
 include $(CLEAR_VARS)
 #生成动态库名
 LOCAL_MODULE := HelloJni
 #添加源文件、头文件
 LOCAL_SRC_FILES := HelloJni.c
 #生成动态库
 include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

补充说明：

 #增加所需的库
 LOCAL_LDLIBS := -llog
 链接的库不产生依赖关系，一般用于不需要重新编译的库，如库不存在，则会报错找不到。默认的路径/android-ndk-r6b/platforms/android-/arch-arm/usr/lib 链接的都是系统的库
 LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libexpat libcurl
 会生成依赖关系，当库不存在时会去编译这个库。一般用于编译第三方提供的库
 #生成动态库
 include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
 #生成静态库
 #include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)
 #生成应用程序
 #include $(BUILD_EXECUTABLE)

（8）将com_wat_antivirus_TestJni.h拷贝到AntiVirus工程的jni目录下， 然后在HelloJni.c文件中完成头文件中函数的实现，其内容如下：

 #include <string.h>
 #include <jni.h>

 jstring
 Java_com_wat_antivirus_TestJni_helloSay( JNIEnv* env,
                                                   jobject thiz )
 {
 #if defined(__arm__)
   #if defined(__ARM_ARCH_7A__)
     #if defined(__ARM_NEON__)
       #if defined(__ARM_PCS_VFP)
         #define ABI "armeabi-v7a/NEON (hard-float)"
       #else
         #define ABI "armeabi-v7a/NEON"
       #endif
     #else
       #if defined(__ARM_PCS_VFP)
         #define ABI "armeabi-v7a (hard-float)"
       #else
         #define ABI "armeabi-v7a"
       #endif
     #endif
   #else
    #define ABI "armeabi"
   #endif
 #elif defined(__i386__)
    #define ABI "x86"
 #elif defined(__x86_64__)
    #define ABI "x86_64"
 #elif defined(__mips64)  /* mips64el-* toolchain defines __mips__ too */
    #define ABI "mips64"
 #elif defined(__mips__)
    #define ABI "mips"
 #elif defined(__aarch64__)
    #define ABI "arm64-v8a"
 #else
    #define ABI "unknown"
 #endif

     return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI !  Compiled with ABI " ABI ".");
 }

编辑HelloJni.c并保存后，可以看到AntiVirus工程下的obj/local/armeabi目录下将自动生成libAntiVirus.so库。

（9）在AntiVirus.java中完成对TestJni.java中函数的调用：

 package com.wat.antivirus;

 import android.app.Activity;
 import android.os.Bundle;
 import android.view.View;
 import android.widget.Button;
 import android.widget.TextView;

 public class MainActivity extends Activity {

     @Override
     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
         super.onCreate(savedInstanceState);
         setContentView(R.layout.activity_main);

         Button btn = (Button)findViewById(R.id.btn_cal);
         btn.setOnClickListener(new Button.OnClickListener() {
             @Override
             public void onClick(View arg0) {
                 // TODO Auto-generated method stub
                 TextView tv1 = (TextView) findViewById(R.id.textView1);
                 TextView tv2 = (TextView) findViewById(R.id.textView2);
                 TextView tv3 = (TextView) findViewById(R.id.textView3);

                 int a = Integer.parseInt(tv1.getText().toString());
                 int b = Integer.parseInt(tv2.getText().toString());
                 TestJni tj = new TestJni();
                 int c = tj.helloAdd(a,b);
                 String str = tj.helloSay();
                 tv3.setText(str + Integer.toString(c));
             }
         });
     }
 }

（10）运行AntiVirus工程，在模拟器中可以看到界面输出来自HelloJni.c 文件中的“HelloWorld from JNI ! “。

OK，NDK实例到此完成。后续就可以深入的学习NDK/JNI了，比如C/C++与Java的数据类型转换，Android.mk文件的编写格式等。