Android NDK概览
2011-02-28 14:19 白居不易 阅读(203) 评论(0) 编辑 收藏 举报
Google开放的Android NDK可以让Android平台支持Native C原生代码的开发。Android NDK(全称是Native Developer Kit)的开发工具包面向底层开发人员(喝彩!)。但是需要了解的是,NDK不会支持Android Framework API,Android系统也不允许一个纯使用C/C++的程序出现,而是通过Java代码嵌入Native C或者说通过JNI方式调用一个静态库方式执行本地(Native)代码,最终将会打包在apk文件中,还是要在Dalvik VM虚拟机内运行。不过尽管如此,NDK还是为我们提供了一个高性能应用的解决方案。
所有运行在Android系统上的软件都运行在Dalvik VM虚拟机内,NDK可以满足部分开发人员实现代码的本地化,使用C/C++开发应用程序中核心的、高效率部分,使得Android上运行高效能软件成为可能。也可以帮助开发人员充分利用已有的优秀C/C++代码,将这些代码更快的移植到Android。
NDK提供了哪些内容?
1.一个可以将C/C++源代码生成为本地运行库的工具。
2.一个将本地运行库嵌入到应用程序包(.apks)的工具。
3.一套本地系统的头文件(.h)和库(.lib),将支持从Android 1.5及以后的版本。
4.当然少不了相应的文档、示例和教程。
NDK支持ARMv5TE机器指令组并提供稳定的头文件:
* libc, the standard C library
* libm, the standard math library
* the JNI interface
* libz, the common ZLib compression library
* liblog, used to send logcat messages to the kernel
将普通的功能用NDK来实现,并不一定能提高应用程序的性能,但也不见得一定会提高开发的复杂度。
可以在以下情况下使用NDK:
1.对性能十分敏感的算法
2.不需要分配太多内存的操作,如信号处理,物理模拟,等
3.重用现有的海量C/C++优秀代码
同时Android developer site也提醒到:应用NDK不会与所有android程序相关。作为一个开发人员,必须衡量它众多的优缺点,程序将会更加复杂,较小的兼容性,不能访问框架API也更加难以调试。也就是说,一些独立并且不会分配很多内存的集中CPU操作的程序还是会提高性能和代码复用的。例如信号处理,密集的物理模拟和某些类型的数据处理。
1、前言
6月26日,Google Android发布了NDK,引起了很多发人员的兴趣。NDK全称:Native Development Kit。下载地址为:http://developer.android.com/sdk/ndk/1.5_r1/index.html。
2、误解
新出生的事物,除了惊喜外,也会给我们带来一定的迷惑、误解。
2.1、误解一:NDK发布之前,Android不支持进行C开发
在Google中搜索“NDK”,很多“Android终于可以使用C++开发”之类的标题,这是一种对Android平台编程方式的误解。其实,Android平台从诞生起,就已经支持C、C++开发。众所周知,Android的SDK基于Java实现,这意味着基于Android SDK进行开发的第三方应用都必须使用Java语言。但这并不等同于“第三方应用只能使用Java”。在Android SDK首次发布时,Google就宣称其虚拟机Dalvik支持JNI编程方式,也就是第三方应用完全可以通过JNI调用自己的C动态库,即在Android平台上,“Java+C”的编程方式是一直都可以实现的。
当然这种误解的产生是有根源的:在Android SDK文档里,找不到任何JNI方面的帮助。即使第三方应用开发者使用JNI完成了自己的C动态链接库(so)开发,但是so如何和应用程序一起打包成apk并发布?这里面也存在技术障碍。我曾经花了不少时间,安装交叉编译器创建so,并通过asset(资源)方式,实现捆绑so发布。但这种方式只能属于取巧的方式,并非官方支持。所以,在NDK出来之前,我们将“Java+C”的开发模式称之为灰色模式,即官方既不声明“支持这种方式”,也不声明“不支持这种方式”。
2.2、误解二:有了NDK,我们可以使用纯C开发Android应用
Android SDK采用Java语言发布,把众多的C开发人员排除在第三方应用开发外(注意:我们所有讨论都是基于“第三方应用开发”,Android系统基于Linux,系统级别的开发肯定是支持C语言的。)。NDK的发布,许多人会误以为,类似于Symbian、WM,在Android平台上终于可以使用纯C、C++开发第三方应用了!其实不然,NDK文档明确说明:it is not a good way。因为NDK并没有提供各种系统事件处理支持,也没有提供应用程序生命周期维护。此外,在本次发布的NDK中,应用程序UI方面的API也没有提供。至少目前来说,使用纯C、C++开发一个完整应用的条件还不完备。
3、NDK是什么
对NDK进行了粗略的研究后,我对“NDK是什么”的理解如下:
1、NDK是一系列工具的集合。
NDK提供了一系列的工具,帮助开发者快速开发C(或C++)的动态库,并能自动将so和java应用一起打包成apk。这些工具对开发者的帮助是巨大的。
NDK集成了交叉编译器,并提供了相应的mk文件隔离CPU、平台、ABI等差异,开发人员只需要简单修改mk文件(指出“哪些文件需要编译”、“编译特性要求”等),就可以创建出so。
NDK可以自动地将so和Java应用一起打包,极大地减轻了开发人员的打包工作。
2、NDK提供了一份稳定、功能有限的API头文件声明。
Google明确声明该API是稳定的,在后续所有版本中都稳定支持当前发布的API。从该版本的NDK中看出,这些API支持的功能非常有限,包含有:C标准库(libc)、标准数学库(libm)、压缩库(libz)、Log库(liblog)。
4、NDK带来什么
1、NDK的发布,使“Java+C”的开发方式终于转正,成为官方支持的开发方式。
使用NDK,我们可以将要求高性能的应用逻辑使用C开发,从而提高应用程序的执行效率。
使用NDK,我们可以将需要保密的应用逻辑使用C开发。毕竟,Java包都是可以反编译的。
NDK促使专业so组件商的出现。(乐观猜想,要视乎Android用户的数量)
2、NDK将是Android平台支持C开发的开端。
NDK提供了的开发工具集合,使开发人员可以便捷地开发、发布C组件。同时,Google承诺在NDK后续版本中提高“可调式”能力,即提供远程的gdb工具,使我们可以便捷地调试C源码。在支持Android平台C开发,我们能感觉到Google花费了很大精力,我们有理由憧憬“C组件支持”只是Google Android平台上C开发的开端。毕竟,C程序员仍然是码农阵营中的绝对主力,将这部分人排除在Android应用开发之外,显然是不利于Android平台繁荣昌盛的。
目前Android NDK只能编译出动态库.so文件,并不是能生成.apk文件,这里我们简单介绍下NDK中的Hello JNI列子。整个例子分Java和Native C两个部分。首先是我们常用的Java端调用部分。
package com.example.hellojni;
import android.app.Activity;
import android.widget.TextView;
import android.os.Bundle;
public class HelloJni extends Activity
{
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState)
{
super.onCreate(savedInstanceState);
TextView tv = new TextView(this);
tv.setText( stringFromJNI() ); //如果调用失败将会抛出 java.lang.UnsatisfiedLinkError异常
setContentView(tv);
} //注意下面的native关键字
public native String stringFromJNI();
public native String unimplementedStringFromJNI();
static {
System.loadLibrary("hello-jni"); //载入hello-jni库
}
}
需要注意的是这里必须设置SDK版本为1.5或以上版本即在androidmanifest.xml文件中指明<uses-sdk android:minSdkVersion="3" /> 这里我们看到JNI调用无需特殊的权限。
而在Native C/C++中我们可以直接使用C++库,不过这里包含了jni这个头文件。
#include <string.h>
#include <jni.h>
其中下面的返回类型jstring是VM String,在jni.h头文件中有定义
jstring Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI( JNIEnv* env, jobject thiz )
{
return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from JNI, Android123 Test!");
}
其实很好理解的,仅仅是换个了别名而以,定义如下
typedef uint8_t jboolean; /* unsigned 8 bits */
typedef int8_t jbyte; /* signed 8 bits */
typedef uint16_t jchar; /* unsigned 16 bits */
typedef int16_t jshort; /* signed 16 bits */
typedef int32_t jint; /* signed 32 bits */
typedef int64_t jlong; /* signed 64 bits */
typedef float jfloat; /* 32-bit IEEE 754 */
typedef double jdouble; /* 64-bit IEEE 754 */
#else
typedef unsigned char jboolean; /* unsigned 8 bits */
typedef signed char jbyte; /* signed 8 bits */
typedef unsigned short jchar; /* unsigned 16 bits */
typedef short jshort; /* signed 16 bits */
typedef int jint; /* signed 32 bits */
typedef long long jlong; /* signed 64 bits */
typedef float jfloat; /* 32-bit IEEE 754 */
typedef double jdouble; /* 64-bit IEEE 754 */
#endif
typedef jint jsize;
还有一些调用平时注意的声明
#define JNI_FALSE 0
#define JNI_TRUE 1
#define JNI_VERSION_1_1 0x00010001
#define JNI_VERSION_1_2 0x00010002
#define JNI_VERSION_1_4 0x00010004
#define JNI_VERSION_1_6 0x00010006
#define JNI_OK (0) /* no error */
#define JNI_ERR (-1) /* generic error */
#define JNI_EDETACHED (-2) /* thread detached from the VM */
#define JNI_EVERSION (-3) /* JNI version error */
#define JNI_COMMIT 1 /* copy content, do not free buffer */
#define JNI_ABORT 2 /* free buffer w/o copying back */
#define JNIIMPORT
#define JNIEXPORT
#define JNICALL