NDK 开发指南---Android NDK概览

转自:http://hualang.iteye.com/blog/1135105

Android NDK 概览
介绍：

    Android SDK是一个允许Android应用开发人员使用C或C++源文件编译并嵌入到本机源代码中的应用程序包的一组工    具。

重要说明：

   Android NDK只能用于android 1.5以上版本

1． Android NDK的目的：

Android虚拟机允许你的应用程序源代码通过JNI调用在本地实现的源代码，简单的说，这就意味着：


----你的应用程序将声明一个或多个用’native’关键字的方法用来指明它们是通过本地代码实现的

    例如：native byte[] loadFile(String filePath)


----你必须提供包含实现这些方法的共享库（就是.so），将共享库打包到你的应用程序包apk中，这些库文件必须根据     标准的Unix约定来命名为 lib<something>.so，并且是需要包含一个标准的JNI的接口，例如

    libFileLoader.so


----你的应用程序必须明确的装载这些库文件(.so文件)，比如，在程序的开始装载它，只需要简单的添加几句源代码：

    static {

           System.loadLibrary(“FileLoader”);

    }

    注意：这里你不必再将前缀lib和后缀.so写入。



    Android NDK对于Android SDK只是个组件，它可以帮你：



----生成的JNI兼容的共享库可以在大于Android1.5平台的ARM CPU上运行


----将生成的共享库拷贝到合适的程序工程路径的位置上，以保证它们自动的添加到你的apk包中（并且签名的）


----在以后的版本中，我们将提供来帮助你的源代码通过远程gdb连接和尽可能多的源代码的信息。


    而且，Android NDK还提供：


----一组交叉编译链（编译器、链接器等）来生成可以在Linux，OS X和Windows(用Cygwin)运行的二进制文件


----一组与由Android平台提供的稳定的本地API列表的头文件

    它们在docs/STABLE-APIS.html中有说明


重要提示：

记住，在以后的更新和发布平台中，Android系统镜像中的大多数本地系统库并不是一成不变的，而是可以彻底改变，       甚至删除的


----一个编译系统（build system）可以允许开发者写一个非常短的编译文件（build files）去描述哪个源代码需要编               译，并且怎样编译。编译系统可以解决所有的toolchain/platform/CPU/ABI细节的问题。并且，较晚的NDK版               本中还添加了更多的可以不用改变开发者的编译文件的情况下的toolchains，platforms，系统接口


2．Android NDK的缺点

NDK并不是一个可以编写通用的源代码并且可以在Android设备上运行的方法，你的应用程序还是需要使用JAVA程序，适当的处理系统事件来避免“应用程序没有反应”的对话框或者处理Android应用程序的生命周期


注意：可以适当的在源代码中写一个复杂的应用程序，用于启动/停止一个小型的“应用程序包”


强烈建议很好地理解的 JNI，因为许多操作在这种环境要求的开发人员，都采取具体的行动，不一定在常见典型的本机代码。这些措施包括：


----不能通过指针直接访问VM的对象。比如：你不能安全的得到一个指向String对象的16位char数组的循环遍历



----需要显示引用管理本机代码时候要保持处理JNI调用之间的VM对象


NDK在Android平台仅仅提供了有限的本地API和库文件的支持的系统头文件，然而一个标准的Android系统镜像包括许多本地共享库，这些都应该被考虑在更新和发行版本的可以彻底改变的实现细节


如果Android系统库没有明确的被NDK明确的支持，然后应用程序不应该依赖于它提供的，或者打破了将来在各种设备上的无线系统更新


选定的系统库将逐渐被添加到稳定的NDK API中


3．NDK开发实践

下面将给出一个怎样用Android NDK开发本地代码的粗略的概述

（1）  把本地代码放在$PROJECT/jni/…下，比如将hello.c放到apps/hello/jni/目录下

（2）  在你的NDK编译系统中在$PROJECT/jni/Android.mk来描述你的源代码

（3）  可选：在$PROJECT/jni/Application.mk到你的编译系统中来详细描述你的项目，尽管你开始的话不一定需要它，           但是它允许你使用更多的CPU或者覆盖编译器/链接器 的标记（看docs/APPLICATION-MK.html了解更多细节）

（4）  从你的项目的目录开始通过运行”$NDK/ndk-build”来编译你的代码，或者从子目录开始

（5）   最后一步可以copy，万一成功，剥离共享库的应用层序需要你的应用程序的项目根目录。然后你通过通常的方法来            生成最终的apk

现在，开始一些更 的细节

①  配置N  DK

以前的发行版本需要你运行“build/host-setup.sh”脚本来配置你的NDK。从release 4(NDK r)以后就完全去除了这一步

②  放置C/C++代码

假如我们创建的是test目录，创建的代码hello.c

把hello.c放到test/jni目录下

这个项目的位置相当于你的Android应用程序项目的路径


    这样你就很轻松的组织起来了你想要的jni的目录，这里项目目录的名字和结构不会影响到最终生成的apk，所以               你不必用类似于com.<mycompany>.<myproject>作为应用程序包名



      注意，NDK是支持C和C++的，NDK支持的C++文件扩展名是’.cpp’，但是其他的扩展名也是可以被处理的        （看docs/ANDROID-MK.html了解更多）



     它可以通过调整你的Android.mk文件来将源代码放在不同的位置


③  创建一个Android.mk编译脚本

Android.mk文件是一个小型的编译脚本，你可以在NDK编译系统中用它来描述你的源代码。更详细的描述在docs/ANDROID-MK.html中


总而言之，NDK将你的源代码聚合到模块(modules)中，每个模块可以执行下列之一

----一个静态库(lib<project>.a)

----一个动态库(lib<project>.so)


你可以在Android.mk中定义多个模块，或者你可以编写多个Android.mk文件，每一个定义一个单独的模块



注意，单独的Android.mk也行被编译系统多次解析，以确定哪些变量没有被定义。

默认地，NDK会通过如下的编译脚本去寻找

test/jni/Android.mk（存放位置）

如果你想定义Android.mk到子目录中，你需要在最高层的Android.mk中明确的包含它们，下面是一个帮助的方法可以实现这个功能。


include $(call all-subdir-makefiles)


它会将所有的在子目录中的Android.mk文件加入到当前编译文件的路径中


④ 写一个Application.mk编译文件（可选）


在你的编译系统中有一个Android.mk文件描述模块的同时，Application.mk文件藐视你的应用程序本身。请看docs/APPLICATION-MK.html文档来理解这个文件允许我们做什么。这包括


----你的应用程序需要模块的准确清单

----CPU架构生成机器代码

----可选信息，你是否需要一个release或者debug build，特殊的C/C++编译器标志和其他适用于所有模块的build

这个文件是可选文件：默认地，NDK会提供一个对于所有的在你的Android.mk（所有的makefiles都在里面）中的所有模块的简单编译并且指定默认的CPU ABI


使用Application.mk有两种方法：

----把它放到 test/jni/Application.mk，它就会自动的被’ndk-build’脚本找出来

----把它放在NDK/<name>/Application.mk，也就是NDK安装的路径下，然后从NDK目录下执行”make APP=<name>”


这个方法是Android NDK r4以前的。现在仍然兼容。但是我们强烈建议你使用第一种方法，因为它更简单并且不用修改NDK安装树的目录。

再次看看docs/APPLICATION-MK.html对于它的完整说明


⑤  调用NDK编译系统


用NDK编译成机器码的最好方法是使用”ndk-build”脚本，你还可以使用第二个，这取决于你早起常见的”$NDK/apps”子目录


在两种情况下，成功构建将copy应用程序所需的最终的已经剥离的二进制模块（即共享库）到应用程序的项目路径中（注意，未剥离的版本主要是用于调试目的，无需拷贝未剥离的二进制文件到设备中）


[1]：使用’ndk-build’命令

‘ndk-build’脚本位于NDK安装目录最顶层，可以直接被应用程序项目目录（你的AndroidManifest.xml文件所在位置）或者其他任何子目录


$ cd $PROJECT

$ $NDK/ndk-build(注意是$NDK/ndkbuild，这是个命令)

前提：你先在cyg/etc/skel目录下找到.bash_profile，拷贝到Administrator目录下，然后在里面加入

NDK=/cygdrive/e/lOVEAndroid/Android/android-ndk-r6
export NDK

重启，即可使用了。

例如：

$ cd samples/two-libs

$ $NDK/ndk-build


结果如下：



这将启动NDK的build脚本，它会自动探测您开发的系统和应用程序项目文件，以确定build设么


例如：

$ndk-build

$ndk-build clean   à清理生成的二进制文件

$ndk-build –B V=1 à强制完全重新build，显示命令


默认的，它期望的是可选文件 $PROJECT/jni/Application.mk和必须的文件$PROJECT/jni/Android.mk


成功的话，它讲话就复制生成的二进制模块（即共享库.so文件）到你的项目树中的适当位置。您可以在以后重新build完整的Android应用程序包或者通过“ant”命令，或者ADT插件。


可以看docs/NDK-BUILD.html来了解更多的信息


[2]：使用$NDK/apps/<name>/Application.mk


这种build方法是在Android NDK r4版本之前的，不过依然兼容现在的。我们强烈建议您尽可能的使用’ndk-build’，因为我们可能会删除在以后的NDK发行版本中的支持



            ①  创建一个子目录为$NDK/apps/<name>/



            ②  在$NDK/apps/<name>/目录下写一个Application.mk文件，然后需要定义一个APP_PROJECT_PATH来                  执行你的应用程序项目的目录。



            ③ 进入到NDK安装目录，然后再输入如下的命令

$cd $NDK



注意：输入cd $NDK后，会自动跳到你设置的ndk的目录中


$make APP=<name>

或

$make APP=<name> -B 表示重新编译


结果跟第一种方法一样，除了中间文件被放置到了$NDK/out/apps/<name>/

4．从新build你的应用程序包

在NDK生成的二进制文件后，你需要使用一般的方法来重新build你的Android应用程序包文件(apk)，或者用“ant”命令或者ADT插件



有关详细信息，请参阅Android SDK的文档，新的.apk会嵌入到您的共享库中，他们将自动提取安装时由系统安装的软件包到你的Android设备上



5． 调试支持

NDK提供了一个服务脚本，名字叫”ndk-gdb”，很容易推出一个应用程序的本地调试会话。



本机调试仅仅能运行在Android 2.2或者更高版本，并且不需要root权限或者特权访问，所以可以随意调试你的应用程序。


有关详细信息，请阅读DOCS / NDK- GDB.html。总括而言，本机调试
遵循这个简单的计划：
（1）确保您的应用程序调试（如设置机器人：调试“真”，在您的AndroidManifest.xml）

（2） “NDK构建”构建您的应用程序，然后安装在您的 设备/模拟器

（3）启动应用程序。

（4）运行“ndk-gdb”从你的应用程序项目目录。

你会得到一个gdb提示符。一个有用的列表，请参阅GDB用户手册命令。