NDK開發(一、基本流程入門了解)

一、前言

前段時間聽朋友說在學習NDK開發，說現在的普通安卓程序猿馬上都要失業了，嚇得我趕緊去各大招聘平台搜了下，確實有不少招聘都寫著要求NDK開發經驗、JNI開發經驗、H5/JS開發經驗、cocos2d開發經驗、藍牙等底層開發經驗巴拉巴拉的，還有些招安卓的還要求同時具有IOS開發經驗是什麼鬼… 唉，安卓程序猿不好混呀，近段時間小程序也是火的不要不要的，天天處在要失業的陰影中。為了賺口猿糧不容易，還是花點時間來瞅瞅NDK開發（也叫JNI開發）吧。

● NDK

Native Development Kit（NDK）是一系列工具的集合。它提供了一系列的工具，幫助開發者快速開發C/C++的動態庫，並能自動將so和java一起打包成apk。

● JNI

Java Native Interface（JNI）標准是java平台的一部分，JNI是Java語言提供的Java和C/C++相互溝通的機制，Java可以通過JNI調用C/C++代碼，C/C++的代碼也可以調用java代碼。

● JNI與NDK的關系

NDK可以為我們生成了C/C++的動態鏈接庫，JNI是java和C/C++溝通的接口，兩者與android沒有半毛錢關系，只因為安卓是java程序語言開發，然後通過JNI又能與C/C++溝通，所以我們可以使用NDK+JNI來實現“Java+C”的開發方式。

● 為什麼要NDK開發

NDK開發具有以下優點：
1. 項目需要調用底層的一些C/C++的一些東西（java無法直接訪問到操作系統底層（如系統硬件等）），或者已經在C/C++環境下實現了功能代碼，直接使用即可。NDK開發常用於驅動開發、無線熱點共享、數學運算、實時渲染的游戲、音視頻處理、文件壓縮、人臉識別等。
2. 為了效率更加高效些。這個可能並不能成為NDK開發的優點，因為雖然C/C++代碼是高效的，但是在java與C/C++相互調用時增大了開銷；
3. 基於安全性的考慮。防止代碼被反編譯，為了安全起見，使用C/C++語言來編寫重要的部分以增大系統的安全性，最後生成so庫（用過第三方庫的應該都不陌生）便於給人提供方便。（任何有效的代碼混淆對於會smail語法反編譯你apk是分分鐘的事，即使你加殼也不能幸免高手的攻擊）
4. 便於移植。用C/C++寫得庫可以方便在其他的嵌入式平台上再次使用。

二、安裝與配置

首先我們在Android Studio下新建一個安卓項目。然後打開Project Structure界面，如下：

在SDK Location目錄下，有SDK和NDK的路徑，而這裡我們暫時還未下載配置過NDK，故我們需要點擊Download Android NDK來進行下載（Android Studio還是很強大的，相比Eclipse能省不少事）。這裡Android Studio會下載最新版本的NDK進行安裝，默認會下載保存在SDK的路徑下。我們在上圖中還能看到有一段介紹文字，說SDK以及NDK的路徑配置會保存在local.properties文件內，安裝完成後我們刷新Project，進local.properties文件查看也能看到SDK與NDK的路徑。


NDK下載配置完成之後，需要在gradle.properties文件中加上一行：

android.useDeprecatedNdk=true

接下來，我們借助強大的Android Studio的插件功能，在External Tools下配置兩個非常有用的插件。進入Settings–>Tools–>ExternalTools，點擊+號增加。

javah -jni命令，是根據java文件生成.h頭文件的，會自動根據java文件中的類名（包含包名）與方法名生成對應的C/C++裡面的方法名。下面是參數配置及其含義：
1. Program: $JDKPath$\bin\javah.exe 這裡配置的是JDK目錄下的javah.exe的路徑。
2. Parametes: -classpath . -jni -d $ModuleFileDir$/src/main/jni $FileClass$ 這裡$FileClass$指的是要執行操作的類名（即我們操作的文件），$ModuleFileDir$/src/main/jni表示生成的文件保存在這個module目錄的src/main/jni目錄下。
3. Working: $ModuleFileDir$\src\main\java module目錄下的src\main\java目錄（不是很理解）。
使用方式：選中java文件—>右鍵—>External Tools—>javah-jni，將生成jni文件夾以及文件夾下的 包名.類名的.h頭文件 （名字過長，我們可以自己重命名）。

ndk -build命令，是根據C/C++文件生成so文件的。下面是參數配置及其含義：
1. Program: F:\apk\sdk\ndk-bundle\ndk-build.cmd 這裡配置的是ndk下的ndk-build.cmd的路徑（根據實際情況填寫）。
2. Working: $ModuleFileDir$\src\main\
使用方式：選中C/C++文件—>右鍵—>ExternalTools—>ndk-build，將在main文件夾下生成libs文件夾以及多個so文件，我們可以移動至jniLibs目錄下去。

三、簡單實例

接下來我們創建一個訪問本地C/C++方法的java類。

public class JniTest {
    /**
     * 將用C++代碼實現，在android代碼中調用的方法：獲取當前app的包名
     * @param o
     * @return
     */
    public static native String getPackname(Object o);

    /**
     * 加載so庫或jni庫
     */
    static {
        System.loadLibrary("JNI_ANDROID_TEST");
    }
}

注意JNI_ANDROID_TEST這個Library名字，之後還會需要用到，要保持一致。該類提供了一個static的native方法，該方法將用來獲取app的包名。然後對該文件執行javah -jni操作，生成對應的.h頭文件。

如圖，已經根據我們的java類生成了對應的.h文件，文件名為包名_類名.h，我們可以手動改名為jnitest.h，裡面只有一個方法，返回值為String（jstring），方法名為Java_類的包名_類名_方法名（包名中的分級不是用.而是_），前面兩個參數是C++裡面必須有的（JNIEnv代表指向JVM的指針，jclass是調用該方法的java對象），第三個就是我們java類的方法裡面的參數Object。注意，這是java函數與C++函數對應的靜態注冊方法，即通過特定的規則來寫，此處方法名可以隨意起名字，然後何動態注冊關聯兩個方法（顯然，靜態注冊要簡單一些）。
然後我們新建一個C++文件，取名為jnitest.cpp，寫上需要include的文件，從.h文件中復制方法過來（方法名、參數類型、返回值等必須一致！血與淚的教訓）。

至此，.h文件和c++文件均已完成，接下來還需要在這個jni目錄下增加兩個文件，Android.mk和Application.mk。
Android.mk，注意LOCAL_MODULE的值與之前的名字相對應，LOCAL_SRC_FILES的值寫c++文件的名字，這兩個值成對設置，可設置多組。

LOCAL_PATH := $(call my-dir)     // 設置當前的編譯目錄（Android.mk所在的目錄） 

include $(CLEAR_VARS)            // 清除LOCAL_XX變量（LOCAL_PATH除外）

LOCAL_MODULE := JNI_ANDROID_TEST  // 指定當前編譯模塊的名稱  
LOCAL_SRC_FILES =: jnitest.cpp    // 編譯模塊需要的源文件
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY) // 指定編譯出的庫類型，BUILD_SHARED_LIBRARY：動態庫；BUILD_STATIC_LIBRARY：靜態庫， BUILD_EXECUTEABLE指：可執行文件

Application.mk，APP_ABI有四種類型（默認armeabi），armeabi、armeabi-v7a、x86、mips，設置時以空格隔開，all表示所有。該文件中有個可選配置的APP_MODULES，類似於上面Android.mk文件中的LOCAL_MODULE，以空格隔開，且會覆蓋掉Android.mk文件中的LOCAL_MODULE設置（比如Android.mk文件中的寫了兩個jni庫的配置，LOCAL_MODULE := JNI1、LOCAL_MODULE := JNI2，而Application.mk中設置的APP_MODULES := JNI1，則只能生成JNI1的so文件，要生成JNI2的so文件的時候會報錯，除非寫成APP_MODULES := JNI1 JNI2，這裡我們直接省略默認使用Android.mk中的）。

APP_ABI := all

接下來我們需要對C++文件執行ndk-build操作，生成相應的so文件。

如圖，在main/libs目錄下生成了多個so文件，名字為lib+我們指定的庫名（同時還生成了obj文件夾，不知是什麼東西）。
這時候我們可以在main目錄下新建jniLibs文件夾，把生成的libs文件夾內的東西均復制過去，刪除新生成的jni、libs、obj三個文件夾。然後在Activity中測試調用，在TextView上顯示我們通過C++代碼實現的方法getPackname獲取app的包名了。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        TextView tv = (TextView) findViewById(R.id.tv_app_package_name);
        tv.setText("packageName: " + JniTest.getPackname(MainActivity.this));
    }
}

測試能正確得到包名，說明調用成功了。我們可以把JniTest類以及so文件給別人去使用，這樣別人是看不到我們的代碼實現的，能很好的保護我們的源碼。

以上內容大部分來自網絡，整理並測試過後，給出自己的一個理解以及詳細圖文操作步驟，本文僅供新手參考。本人也剛開始接觸，文中可能存在錯誤之處，請謹慎。