Android 向您的項目添加 C 和 C++ 代碼

為了項目后期開發,需要了解Android JNI的知識,于是開始以下學習過程,那么先從環境開始,后續如果可以的話會持續寫相關文章。
環境搭建流程如下:

  1. 安裝Android studio


    android studio.png

向您的項目添加 C 和 C++ 代碼
https://developer.android.google.cn/studio/projects/add-native-code

您可以向 Android 項目添加 C 和 C++ 代碼,只需將相應的代碼添加到項目模塊的 cpp 目錄中即可。在您編譯項目時,這些代碼會編譯到一個可由 Gradle 與您的 APK 打包在一起的原生庫中。然后,Java 或 Kotlin 代碼即可通過 Java 原生接口 (JNI) 調用原生庫中的函數。要詳細了解如何使用 JNI 框架,請參閱 Android JNI 提示

下載 NDK 和編譯工具

  • Android 原生開發套件 (NDK):一個工具集,讓您能夠在 Android 應用中使用 C 和 C++ 代碼;它提供了各種平臺庫,讓您能夠管理原生 Activity 并訪問實際設備組件,例如傳感器和輕觸輸入。
  • CMake:一款外部編譯工具,可與 Gradle 搭配使用來編譯原生庫。如果您只計劃使用 ndk-build,則不需要此組件。
  • LLDB:Android Studio 用于調試原生代碼的調試程序。

您可以使用 SDK 管理器安裝這些組件:

  1. 在打開的項目中,從菜單欄依次選擇 Tools > SDK Manager
  2. 點擊 SDK Tools 標簽。
  3. 選中 LLDBCMakeNDK 旁的復選框,如圖 1 所示。
  4. 點擊 Apply,然后在彈出式對話框中點擊 OK。
  5. 安裝完成后,點擊 Finish,然后點擊 OK。


    圖片.png

使用 CMake 3.6.0 或 3.10.2
SDK 管理器包含 CMake 的 3.6.0 派生版本和版本 3.10.2。未在 build.gradle 中設置特定 CMake 版本的項目均使用 CMake 3.6.0 進行編譯。要使用后來包含的版本,請在模塊的 build.gradle 文件中指定 CMake 版本 3.10.2:

android {
    ...
    externalNativeBuild {
        cmake {
            ...
            version "3.10.2"
        }
    }
}

您可以指定此 CMake 版本作為最低版本,只需在 build.gradle 條目的末尾添加一個“+”即可,例如 3.10+ 和 3+。不過,這并非最佳做法。

使用自定義 CMake 版本

如果您想使用 SDK 管理器中未包含的 CMake 版本 3.7 或更高版本,請按以下步驟操作:

  1. 從官方 CMake 網站下載并安裝 CMake 3.7 或更高版本
  2. 指定您想要讓 Gradle 在模塊的 build.gradle 文件中使用的 CMake 版本:
    android {
        ...
        externalNativeBuild {
            cmake {
                ...
                version "cmake-version"
            }
        }
    }
  1. 將 CMake 的安裝路徑添加到 PATH 環境變量,或將其添加到項目的 local.properties 文件中,具體步驟如下所示。如果 Gradle 找不到您在 build.gradle 文件中指定的 CMake 版本,您便會遇到編譯錯誤。
    # If you set this property, Gradle no longer uses PATH to find CMake.
    cmake.dir="path-to-cmake"
  1. 如果您尚未在工作站上安裝 Ninja 編譯系統,請訪問 Ninja 官方網站,然后下載并安裝適用于您的操作系統的最新版本的 Ninja。此外,請務必將 Ninja 的安裝路徑也添加到 PATH 環境變量。

創建支持 C/C++ 的新項目

創建支持原生代碼的新項目的步驟與創建任何其他 Android Studio 項目的步驟相似,但前者還需要執行一個額外的步驟:

  1. 在向導的 Choose your project 部分中,選擇 Native C++ 項目類型。
  2. 點擊 Next
  3. 填寫向導下一部分中的所有其他字段。
  4. 點擊 Next
  5. 在向導的 Customize C++ Support 部分中,您可以使用 C++ Standard 字段來自定義項目。使用下拉列表選擇您想要使用哪種 C++ 標準化。選擇 Toolchain Default 可使用默認的 CMake 設置。
  6. 點擊 Finish
    在 Android Studio 完成新項目的創建后,請從 IDE 左側打開 Project 窗格,然后選擇 Android 視圖。如圖 2 所示,Android Studio 會添加 cpp 組:
原生源代碼和外部編譯腳本的 Android 視圖組

圖 2. 原生源代碼和外部編譯腳本的 Android 視圖組。

cpp 組中,您可以找到項目中的所有原生源代碼文件、頭文件、CMake 或 ndk-build 的編譯腳本,以及項目中的預編譯庫。對于新項目,Android Studio 會創建一個示例 C++ 源代碼文件 native-lib.cpp,并將其置于應用模塊的 src/main/cpp/ 目錄中。此示例代碼提供了一個簡單的 C++ 函數 stringFromJNI(),它可以返回字符串“Hello from C++”。要了解如何向項目添加其他源代碼文件,請參閱介紹如何創建新的原生源代碼文件的部分。

build.gradle 文件指示 Gradle 如何編譯應用一樣,CMake 和 ndk-build 需要編譯腳本以確定如何編譯您的原生庫。對于新項目,Android Studio 會創建 CMake 編譯腳本 CMakeLists.txt,并將其置于模塊的根目錄中。要詳細了解此編譯腳本的內容,請參閱配置 CMake

編譯和運行示例應用

點擊 Run 圖標后,Android Studio 會編譯并啟動一個應用,此應用會在您的 Android 設備或模擬器上顯示文字“Hello from C++”。下面的概覽介紹了在編譯和運行示例應用時會發生的事件:

  1. Gradle 調用您的外部編譯腳本 CMakeLists.txt
  2. CMake 按照編譯腳本中的命令將 C++ 源代碼文件 native-lib.cpp 編譯到共享的對象庫中,并將其命名為 libnative-lib.so,Gradle 隨后會將后者打包到 APK 中。
  3. 運行時,應用的 MainActivity 會使用 System.loadLibrary() 加載原生庫。現在,應用就可以使用庫的原生函數 stringFromJNI() 了。
  4. MainActivity.onCreate() 調用 stringFromJNI(),后者返回“來Hello from C++”,并使用它來更新 TextView

如果想要驗證 Gradle 是否會將原生庫打包到 APK 中,您可以使用 APK 分析器

  1. 依次選擇 Build > Build Bundles(s) / APK(s) > Build APK(s)

  2. 依次選擇 Build > Analyze APK

  3. app/build/outputs/apk/ 目錄中選擇 APK,然后點擊 OK

  4. 如圖 3 所示,您可以在 lib/<ABI>/ 下的 APK 分析器窗口中看到 libnative-lib.so

    image

    圖 3. 使用 APK 分析器查找原生庫。

創建新的 C/C++ 源代碼文件

要將新的 C/C++ 源代碼文件添加到現有項目,請執行以下操作:

  1. 如果您的應用的主源代碼文件集內還沒有 cpp/ 目錄,請按如下所示的方法創建一個:

  2. 從 IDE 的左側打開 Project 窗格,然后從下拉菜單中選擇 Project 視圖。

  3. 轉到 <var></var>your-module > src,右鍵點擊 main 目錄,然后依次選擇 New > Directory

  4. 輸入 cpp 作為目錄名稱,然后點擊 OK

  5. 右鍵點擊 cpp/ 目錄,然后依次選擇 New > C/C++ Source File

  6. 為您的源代碼文件輸入一個名稱,例如 native-lib

  7. Type 下拉菜單中,為您的源代碼文件選擇文件擴展名,例如 .cpp

*   您可以向此下拉菜單添加其他文件類型(例如 `.cxx` 或 `.hxx`),只需點擊 **Edit File Types** 圖標 ![image](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/4655344-f2e12559197f3208.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

     即可。在彈出的 **C/C++** 對話框中,從 **Source Extension** 和 **Header Extension** 下拉菜單中選擇另一個文件擴展名,然后點擊 **OK**。
  1. 如果您還想要創建頭文件,請選中 Create an associated header 復選框。

  2. 點擊 OK

向項目添加新的 C/C++ 文件后,您仍需要配置 CMake 以將這些文件包含在原生庫中。

其他資源

要詳細了解如何在應用中支持 C/C++ 代碼,請嘗試參閱以下資源。

代碼實驗室

如果是原生項目想要配置ndk環境,怎么操作呢?
即: 將 Gradle 關聯到您的原生庫
官方文檔: 將 Gradle 關聯到您的原生庫

Androdi studio 配置Javah命令工具

AS從File進入 Setting 界面,點擊 Tools → External Tools → + 配置添加外部工具。參數如下:

Name :JavaH
Program:$JDKPath$/bin/javah
Parameters: -encoding UTF-8 -d ../cpp -jni $FileClass$
Working directory: $SourcepathEntry$\..\java
配置javah.png

編輯 MainActivity

package com.example.testapp;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    static {
        System.loadLibrary("hello-ndk");
    }

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

        //添加下面兩行代碼
        TextView tv_test = findViewById(R.id.tv_test);
        tv_test .setText(helloNDK());

    }

    public native String helloNDK();
}

生成 .h 頭文件

生成.h頭文件.png

會看到在cpp目錄下有生成com_example_testapp_MainActivity.h的文件

編輯hello-ndk.cpp

#include <jni.h>
//確認此處名字是否可你生成的頭文件的名字一樣
#include "com_example_testapp_MainActivity.h"

//函數名要和頭文件中的名字一致
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_testapp_MainActivity_helloNDK
        (JNIEnv * env, jobject){
    return env ->NewStringUTF("Hello NDK");
}

運行程序

點擊頂部菜單欄 Build中的 Rebuild Projec,完了之后按 Shirt + F10 運行程序,然后界面上就會顯示 Hello NDK 的字樣。

顯示結果.png

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