Android NDK开发简介

     最近由于项目的需要，使用到了Android的NDK技术，对项目核心算法跨平台的移植。简答而言，就是使用C对原来的算法进行了改进，并集成到原来的app项目里。

     从前的项目一直没有使用NDK进行开发的机会，因而一直仰慕那些技术大牛们关于NDK以及C/C++开发而写的文章，觉得很深奥，因而一直蠢蠢欲动。

     其实NDK的开发并不复杂，就入门而言甚至可以说是easy job，觉得它难是难于C/C++代码的编写与调试。这个是我最近从事NDK开发的一点感受！

     首先，我们要弄懂几个概念，何为NDK，它和SDK以及JNI有什么关系？请前看下图：

   

 

JNI （Java Native Interface），Java的本地接口

      JNI是Java众多开发技术中的一门，意在利用本地代码，为Java程序提供更高效，更灵活的拓展。应用场景包括：对运行效率敏感的算法实现、跨平台应用移植、调用系统的底层驱动、调用硬件等。尽管Java一贯以其良好的跨平台性而著称，但真正的跨平台之王，应该是C/C++，因为当前世上90%的系统都是基于C/C++编写的。Java的跨平台，是以牺牲效率换来对多种平台的兼容性，因而JNI可以说是Java短板的补充！举一例子说明，当前流行的移动操作系统Android，一直被说系统操作的流畅性不如IOS，原因在于Android的App是基于Java开发的，IOS的是基于Object-C开发的，区别在于同样的操作，在IOS上一条指令完成，在Android上则需要多大三条指令才能完成（数据来自于网络，不一定准确）！于是在Android JellyBean版本中，Google为其引入ProjectButter（黄油计划），在应用层大量使用了本地库，并优化了系统的架构，以提升Android系统整体的操作反应！

咔咔，JNI的介绍就先说到这里，总之，JNI是一门技术，是Java Code和C/C++ Code联系的桥梁！

 

JNI开发的流程

1、编写Java Code，如下面的例子：

public class MainActivity extends Activity {

	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_main);
		
		Toast.makeText(getApplicationContext(), sayHellow(), Toast.LENGTH_LONG).show();
	}
	
	public native String sayHellow();  //调用本地方法
	
	static {
              System.loadLibrary("Scgps_Client");  //加载本地共享库
        }

}

 

2、编写C/C++ Code，如下面的例子：

#include 
#include 

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_scgps_client_MainActivity_sayHellow(JNIEnv* env, jobject thiz)
{
	const char * ret = "Hellow Form Ndk";
        return (*env)->NewStringUTF(env, ret);
}

 

3、编译 C/C++ Code，成功并得到本地共享库

    本地共享库是Linux下的叫法，文件扩展名是.so，windows下叫动态链接库，文件扩展名是.dll。前面说到C/C++才是跨平台之王，这就是其中的道理，面对不同的平台，编译不同的结果。相对于Java的一次编译到处运行的跨平台性牺牲运行效率，C/C++的跨平台性则是牺牲编译时间以及编译的难度。这里的编译难度是指为适应不同平台而做的编译过程的调整，这个活的难度可大可小，还不一定成功，视乎平台的兼容性以及支持。说到这里，难免会有人喷了：说什么跨平台性，这么复杂还不稳定！的确C/C++的跨平台性是有局限性的，但是纵观当前的各种平台和系统，有哪家是不支持C/C++本地开发的？只是各自提供的底层API和编译条件不同而已，只需要调整一下C/C++的编译代码，通过编译即可运行，难道也不是一件美事?

4、编译并打包Java

    把本地共享库放置到Java项目的指定目录，一般是libs文件件，Android的项目是libs/armeabi(armeabi是对应的平台，后面会详讲)，然后编译Java的代码即可运行！

 

NDK，（Native develop kit），本地开发工具包 

    NDK是Google为Android进行本地开发而放出的一个本地开发工具，包括Android的Native API、公共库以及编译工具，注意，NDK需要Android 1.5版本以上的支持哦。

    按照上图的解说，NDK处在开发流程的编译环节，对，简单来说，NDK是JNI开发的一个扩展工具包！针对Android平台，其支持的设备型号繁多，单单就设备的核心CPU而言，都有三大类：ARM、x86和MIPS，况且ARM又分为ARMv5和ARMv7等等，为何Android又能适配如此之多的设备？接着JNI开发流程的话，利用NDK，我们可以针对不同的手机设备，编译出对应可运行的本地共享库了，至于如何使用NDK进行编译、开发，我们留作下次再进行探讨。

 

SDK，（Standard Develop Kit），标准开发包

    SDK是Google提供的Android标准开发工具包，里面包含了完整的API文档，各Android版本的开发库，Android的虚拟机以及Android的打包工具等。众所周知，Android的应用开发语言是Java，App的运行时是Delvik Runtime，属于JVM的改良版本，官方说Delvik VM更适用于移动设备。一般而言，由于Google的SDK提供了强大又完善的API，开发一般需求的应用，SDK足矣。然而前面已经说过，Java的运行效率引发了不少问题，因而才有了JNI技术的存在，那SDK和NDK的关系是怎样的呢？见下图解说，可以说，NDK是SDK的一个补充。

   

SDK，JNI，NDK的开发流程

   这个开发流程大致与JNI的开发流程差不多，下面我再详细说明一下每个环节：

   SDK开发，编写Java代码，调用各种Android的API实现功能，编写含有native关键字的代码开始JNI；

   JNI开发，按照 JNI编码规范，编写与Java交互的本地代码，一般就是数据类型的转换，把C/C++的数据类转换成Java能识别的，或反过来。也因为这样子，我认为JNI其实就是Adapter，作为数据转换层而存在，具体JNI的一般操作，我之后再分享；

   C/C++开发，编码实现业务逻辑，或调用NDK提供的本地API或库，完成Android平台上特定功能的开发、封装；

   NDK编译，编写.mk文件，编译调试，最后修改.mk文件，针对特定的平台（ARM/x86）做编译结果的优化；

   最后就是SDK编译、打包，上真机调试了...

 

   本篇博客的内容均是个人在开发工作中的一些感悟及心得，鉴于本人认知有限，如有不实，请留言告知，望见谅。

 

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