详解如何使用Android Studio 进行NDK开发和调试

Pelagia ·

更新时间:2024-11-14

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尽管Android Studio已经越来越流行了，但很多人还是习惯于Eclipse或源码环境下开发JNI应用。个人认为使用Android Studio作NDK开发是必然趋势，所以本文将简单介绍如何在Android Studio上实现NDK开发。

简介

JNI

JNI 是Java Native Inteface的缩写，是Java中定义的一种用于连接Java和C/C++接口的一种实现方式。

NDK

NDK 是 Native Developmentit的缩写，是Google在Android开发中提供的一套用于快速创建native工程的一个工具。
使用这个工具可以很方便的编写和调试JNI的代码。

NDK可从官网或jb51.net下载。

Gradle

Gradle 是一个基于Apache Ant和Apache Maven概念的项目自动化建构工具。它使用一种基于Groovy的特定领域语言(DSL)来声明项目设置。

以往Android NDK开发需要在Eclipse或源码环境下，建立并配置Android.mk和Application.mk，且还要通过java命令生成.h头文件，才能编译生成so库。但在Android Studio中这些步骤都不需要，因为Gradle足够强大，只需配置Gradle即可编译生成so库。

gradle-experimental插件

在2015年5月的Google I/O大会上, Google宣布Android Studio开始支持NDK开发，通过和JetBrains的合作，将Clion整合进了Android Studio 1.3，并免费支持NDK C++开发。

同年7月，在Android Studio 1.3版本上添加了gradle-experimental插件，该插件支持NDK开发和调试，且带有代码不全和重构等高级功能。

CAVEAT: Note that this plugin is a preview of the plugin for feedback on performance and NDK integration. The Gradle API for the new component model is not final, which means each plugin will only work with a specific version of Gradle.
Additionally, the DSL may also change.
目前这个插件是预览插件，并不是正式的。意味着插件只能运行在特定的Gradle版本上。并且DSL(领域特定语言)也要改变。

使用Experimental插件进行NDK开发

使用Experimental插件的必要条件

1、Gradle-2.5或更高版本
2、Android Studio 1.3 RC1或更高版本
3、Android NDK r10e 或更高版本
4、Build Tools 19.0.0 或更高版本

每个版本的experimental插件需要特定的Gradle版本

Plugin Version	Gradle Version
0.1.0	2.5
0.2.0	2.5
0.3.0-alpha3	2.6
0.4.0	2.8
0.6.0-alpha1	2.8
0.6.0-alpha5	2.10
0.7.0-alpha1	2.10

NDK开发步骤

1、新建一个Android标准工程

2、按F4打开工程配置

3、使用experimental插件需要对以下三个文件做修改:


./build.gradle
./app/build.gradle
./gradle/wrapper/gradle-wrapper.properties

./gradle/wrapper/gradle-wrapper.properties

将distributionUrl改用gradle-2.10版本

代码如下:
distributionUrl=https\\://services.gradle.org/distributions/gradle-2.10-all.zip

./build.gradle

使用com.android.tools.build:gradle-experimental代替 com.android.tools.build:gradle


  buildscript {
    repositories {
      jcenter()
    }
    dependencies {
      //classpath 'com.android.tools.build:gradle:2.0.0'
      classpath "com.android.tools.build:gradle-experimental:0.7.0-alpha4"
      // NOTE: Do not place your application dependencies here; they belong
      // in the individual module build.gradle files
    }
  }

./app/build.gradle

这部分改动比较大，修改及注释如下：


  // 用com.android.model.application 代替 com.android.application
  apply plugin: 'com.android.model.application'
  // 将原来的配置用 model{}包起来
  model {
    android {
      // 取值必须使用 “=” 形式
      // 否则会报 “Error:Cause: org.gradle.api.internal.ExtensibleDynamicObject” 错误
      compileSdkVersion = 23
      buildToolsVersion = '23.0.2'
      defaultConfig {
        // 取值必须使用 “=” 形式
        applicationId = "com.connorlin.jnitest"
        //这里要注意是 xxSdkVersion.apiLevel
        // 否则会报 “Unable to load class com.android.build.gradle.managed.ProductFlavor_Impl”错误
        minSdkVersion.apiLevel = 15 
        targetSdkVersion.apiLevel = 23
        versionCode = 1
        versionName = "1.0"
      }
      // 配置NDK
      ndk {
        // 生成so的名字，是必须的
        moduleName ="JNITest"
        toolchain = 'clang'
        CFlags.add('-std=c99')
        // 添加依赖库
        ldLibs.addAll(['android','OpenSLES', 'log'])
        // 生成不同abi体系的so库
        abiFilters.addAll(['armeabi', 'armeabi-v7a', 'arm64-v8a',
                  'x86', 'x86_64',
                  'mips', 'mips64'])
      }
      buildTypes {
        release {
          minifyEnabled = false
          // 这里注意：使用proguardFiles.add()方法
          proguardFiles.add(file('proguard-rules.txt'))
        }
      }
    }
  }

4、在Java文件(这里以JNIActivity为例)中添加代码


  static {
    System.loadLibrary("JNITest");
  }
  public native String testJni();

此时，native方法标红，提示如下：

在testJni()方法上按快捷键Alt +　Enter，出现如下提示

按回车，会自动在main目录下生成jni文件夹，内含JniDemo.c:


  #include <jni.h>
  JNIEXPORT jstring JNICALL
  Java_com_connorlin_jnitest_MainActivity_testJni(JNIEnv *env, jobject instance) {
    // TODO
    return (*env)->NewStringUTF(env, "returnValue");
  }

你会发现，Android Studio已经为我们自动生成JNI方法了，你只需要再写实现就可以了。

至此，最简单的NDK开发配置完毕。

其他配置，请参考官方文档，Demo可以参考官方Demo

换种方式进行NDK开发

既然预览版com.android.tools.build:gradle-experimental支持NDK，

那么正式版com.android.tools.build:gradle 是否也可以实现NDK开发呢？

经过实验，答案是可以的！

步骤

1、新建一个Android标准工程，并在工程设置中配置NDK路径。

2、打开 app level 的 build.gradle, 配置NDK


  ndk {
    moduleName "NdkJniDemo"     //生成的so名字
    abiFilters "armeabi", "armeabi-v7a", "x86" //输出指定三种abi体系结构下的so库，可忽略
  }

然后点击右上角Sync Now, 会有如下错误提示:

按提示，在 gradl.properties 文件里加上android.useDeprecatedNdk=true即可。

3、在Java文件(这里以JNIActivity为例)中添加代码


  static {
    System.loadLibrary("JNITest");
  }
  public native String testJni();

接着在testJni()方法上按快捷键Alt +　Enter并回车，

同样，会自动在main目录下生成jni文件夹，内含JniDemo.c:


#include <jni.h>

但是，你会发现并不会自动生成JNI方法，这是因为使用experimental插件才会自动生成代码。

那自动生成代码该如何实现呢？

方法依然是使用gradle-experimental插件，但是不同的是，在app level的build.gradle中添加com.android.tools.build:gradle-experimental依赖。

4、在./app/build.gradle中添加gradle-experimental依赖


  dependencies {
    compile 'com.android.tools.build:gradle-experimental:0.7.0'
  }

再次在testJni()方法上按快捷键Alt +　Enter并回车


  #include <jni.h>
  JNIEXPORT jstring JNICALL
  Java_com_connorlin_jnitest_MainActivity_testJni(JNIEnv *env, jobject instance) {
    // TODO
    return (*env)->NewStringUTF(env, "returnValue");
  }

你会发现成功自动生成JNI方法了。

副作用

这种方式有个副作用是 Run app 时可能会报错:

此时，只要将gradle-experimental依赖注释掉即可正常运行，同时会保持自动生成代码的功能，直到关闭工程。

这样我们在需要自动生成代码的时候，将gradle-experimental依赖再次打开即可。

NDK调试

默认情况下是不支持NDK调试的，但要支持NDK调试也很简单，只要做些简单配置即可。

1、打开JNI调试

2、配置Android Native - Debugger

3、下载LLDB 2.0

首次底部会报错

点击 Fix，提示下载LLDB 2.0，照做，下载安装即可。

4、完成NDK调试配置，可以正常调试了。

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