一窜骄、前言

在Eclipse的時(shí)代，我們進(jìn)行NDK的開發(fā)一般需要通過(guò)手動(dòng)執(zhí)行NDK腳本生成*.so文件摆屯，再將.so文件放到對(duì)應(yīng)的目錄之后邻遏，之后再進(jìn)行打包。

而如果使用的是Android Studio進(jìn)行NDK開發(fā)虐骑，在2.2的版本以后准验，我們可以不需要手動(dòng)地運(yùn)行NDK腳本來(lái)生成*.so文件，而是將這一過(guò)程作為Gradle構(gòu)建過(guò)程的依賴項(xiàng)廷没，事先編寫好編譯的腳本文件糊饱，然后在build.gradle中指定編譯腳本文件的路徑就可以一次性完成生成原生庫(kù)并打包成APK的過(guò)程。

目前這種AS + Gradle的NDK開發(fā)方式又可以分為三種：ndk-build颠黎、CMake和Experimental Gradle：

• ndk-build：和上面談到的傳統(tǒng)方式相比另锋，它們兩個(gè)的目錄結(jié)構(gòu)相同，Gradle腳本其實(shí)最終還是依賴于Android.mk文件盏缤，對(duì)于使用傳統(tǒng)方式的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)砰蠢，比較容易過(guò)度蓖扑。
• CMake：Gradle腳本依賴的是CMakeLists.txt文件唉铜。
• Experimental Gradle：需要引入實(shí)驗(yàn)性的gradle插件，全部的配置都可以通過(guò)build.gradle來(lái)完成律杠，不再需要編寫Android.mk或者CMakeLists.txt潭流，可能坑比較多竞惋，對(duì)于舊的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)過(guò)度困難。

目前灰嫉，Android Studio已經(jīng)將CMake作為默認(rèn)的NDK實(shí)現(xiàn)方式拆宛，并且官網(wǎng)上對(duì)于NDK的介紹也是基于CMake，聲稱要永久支持讼撒。按照官方的教程使用下來(lái)浑厚，感覺這種方式有幾點(diǎn)好處：

• 不需要再去通過(guò)javah根據(jù)java文件生成頭文件，并根據(jù)頭文件生成的函數(shù)聲明編寫cpp文件
• 當(dāng)在Java文件中定義完native接口根盒，可以在cpp文件中自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的native函數(shù)钳幅，所需要做的只是補(bǔ)全函數(shù)體中的內(nèi)容
• 不需要手動(dòng)執(zhí)行ndk-build命令得到so，再將so拷貝到對(duì)應(yīng)的目錄
• 在編寫cpp文件的過(guò)程中炎滞，可以有提示了
• CMakeLists.txt要比Android.mk更加容易理解

下面敢艰，我們就來(lái)介紹一下如何使用CMake進(jìn)行簡(jiǎn)單的NDK開發(fā)，整個(gè)內(nèi)容主要包括兩個(gè)方面：

• 創(chuàng)建支持C/C++的全新項(xiàng)目
• 在現(xiàn)有的項(xiàng)目中添加C/C++代碼

二册赛、創(chuàng)建支持C/C++的全新項(xiàng)目

2.1 安裝組件

在新建項(xiàng)目之前钠导，我們需要通過(guò)SDK Manager安裝一些必要的組件：

• NDK
• CMake
• LLDB

2.2 創(chuàng)建工程

在安裝完必要的組件之后，我們創(chuàng)建一個(gè)全新的工程森瘪，這里需要記得勾選include C++ Support選項(xiàng)：

• C++ Standard：選擇C++的標(biāo)準(zhǔn)柜砾，Toolchain Default表示使用默認(rèn)的CMake配置湃望，這里我們選擇默認(rèn)。
• Excptions Support：如果您希望啟用對(duì)C++異常處理的支持痰驱，請(qǐng)選中此復(fù)選框证芭。如果啟用此復(fù)選框，Android Studio會(huì)將-fexceptions標(biāo)志添加到模塊級(jí) build.gradle文件的cppFlags中担映，Gradle會(huì)將其傳遞到CMake废士。
• Runtime Type information Support：如果您希望支持RTTI，請(qǐng)選中此復(fù)選框蝇完。如果啟用此復(fù)選框官硝，Android Studio會(huì)將-frtti標(biāo)志添加到模塊級(jí) build.gradle文件的cppFlags中，Gradle會(huì)將其傳遞到CMake短蜕。

在新建工程完畢之后氢架，我們得到的工程的結(jié)構(gòu)如下圖所示：

與傳統(tǒng)的工程相比，它有如下幾點(diǎn)區(qū)別：

(1) cpp 文件夾

用于存放C/C++的源文件朋魔，在磁盤上對(duì)應(yīng)于app/src/main/cpp文件夾岖研，當(dāng)新建工程時(shí)，它會(huì)生成一個(gè)native-lib.cpp的事例文件，其內(nèi)容如下：

#include <jni.h>
#include <string>

extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_demo_lizejun_cmakenewdemo_MainActivity_stringFromJNI(
        JNIEnv* env,
        jobject /* this */) {
    std::string hello = "Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}

(2) 增加 CMakeList.txt 腳本

構(gòu)建腳本孙援，在磁盤上對(duì)應(yīng)于app/目錄下的txt文件害淤，其內(nèi)容為如下圖所示，這里面涉及到的CMake語(yǔ)法包括下面四種拓售，關(guān)于CMake的語(yǔ)法窥摄，可以查看 官方的 API 說(shuō)明

• cmake_minimum_required
• add_library
• find_library
• target_link_libraries

# For more information about using CMake with Android Studio, read the
# documentation: https://d.android.com/studio/projects/add-native-code.html

# Sets the minimum version of CMake required to build the native library.

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

# Creates and names a library, sets it as either STATIC
# or SHARED, and provides the relative paths to its source code.
# You can define multiple libraries, and CMake builds them for you.
# Gradle automatically packages shared libraries with your APK.

add_library( # Sets the name of the library.
             native-lib

             # Sets the library as a shared library.
             SHARED

             # Provides a relative path to your source file(s).
             src/main/cpp/native-lib.cpp )

# Searches for a specified prebuilt library and stores the path as a
# variable. Because CMake includes system libraries in the search path by
# default, you only need to specify the name of the public NDK library
# you want to add. CMake verifies that the library exists before
# completing its build.

find_library( # Sets the name of the path variable.
              log-lib

              # Specifies the name of the NDK library that
              # you want CMake to locate.
              log )

# Specifies libraries CMake should link to your target library. You
# can link multiple libraries, such as libraries you define in this
# build script, prebuilt third-party libraries, or system libraries.

target_link_libraries( # Specifies the target library.
                       native-lib

                       # Links the target library to the log library
                       # included in the NDK.
                       ${log-lib} )

(3) build.gradle 腳本

與傳統(tǒng)的項(xiàng)目相比，該模塊所對(duì)應(yīng)的build.gradle需要在里面指定CMakeList.txt所在的路徑础淤，也就是下面externalNativeBuild對(duì)應(yīng)的選項(xiàng)崭放。

apply plugin: 'com.android.application'

android {
    compileSdkVersion 25
    buildToolsVersion "25.0.3"
    defaultConfig {
        applicationId "com.demo.lizejun.cmakenewdemo"
        minSdkVersion 15
        targetSdkVersion 25
        versionCode 1
        versionName "1.0"
        testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"
        externalNativeBuild {
            cmake {
                cppFlags ""
            }
        }
    }
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
    }
    externalNativeBuild {
        cmake {
            path "CMakeLists.txt"
        }
    }
}

dependencies {
    compile fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
    androidTestCompile('com.android.support.test.espresso:espresso-core:2.2.2', {
        exclude group: 'com.android.support', module: 'support-annotations'
    })
    compile 'com.android.support:appcompat-v7:25.3.1'
    testCompile 'junit:junit:4.12'
    compile 'com.android.support.constraint:constraint-layout:1.0.2'
}

(4) 打印字符串

在MainActivity中，我們加載原生庫(kù)鸽凶，并調(diào)用原生庫(kù)中的方法獲取了一個(gè)字符串展示在界面上：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        // Example of a call to a native method
        TextView tv = (TextView) findViewById(R.id.sample_text);
        tv.setText(stringFromJNI());
    }

    /**
     * A native method that is implemented by the 'native-lib' native library,
     * which is packaged with this application.
     */
    public native String stringFromJNI();

    // Used to load the 'native-lib' library on application startup.
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }
}

(5) 運(yùn)行結(jié)果

最后莹菱，我們運(yùn)行一下這個(gè)工程，會(huì)得到下面的結(jié)果：

2.3 原理

下面，我們來(lái)解釋一下這一過(guò)程：

• 首先使碾，在構(gòu)建時(shí)蜜徽，通過(guò)build.gradle中path所指定的路徑，找到CMakeList.txt票摇，解析其中的內(nèi)容拘鞋。
• 按照腳本中的命令，將src/main/cpp/native-lib.cpp編譯到共享的對(duì)象庫(kù)中矢门，并將其命名為libnative-lib.so盆色，隨后打包到APK中。
• 當(dāng)應(yīng)用運(yùn)行時(shí)祟剔，首先會(huì)執(zhí)行MainActivity的static代碼塊的內(nèi)容隔躲，使用System.loadLibrary()加載原生庫(kù)。
• 在onCreate()函數(shù)中物延，調(diào)用原生庫(kù)的函數(shù)得到字符串并展示宣旱。

2.4 小結(jié)

當(dāng)通過(guò)CMake來(lái)對(duì)應(yīng)用程序增加C/C++的支持時(shí)，對(duì)于應(yīng)用程序的開發(fā)者叛薯，只需要關(guān)注以下三個(gè)方面：

• C/C++源文件
• CMakeList.txt腳本
• 在模塊級(jí)別的build.gradle中通過(guò)externalNativeBuild/cmake進(jìn)行配置

三浑吟、在現(xiàn)有的項(xiàng)目中添加C/C++代碼

下面，我們演示一下如何在現(xiàn)有的項(xiàng)目中添加對(duì)于C/C++代碼的支持耗溜。

(1) 創(chuàng)建一個(gè)工程

和第二步不同组力，這次創(chuàng)建的時(shí)候，我們不勾選nclude C++ Support選項(xiàng)抖拴，那么會(huì)得到下面這個(gè)普通的工程：

(2) 定義接口

這一次燎字，我們將它定義在一個(gè)單獨(dú)的文件當(dāng)中：

public class NativeCalculator {

    private static final String SELF_LIB_NAME = "calculator";

    static {
        System.loadLibrary(SELF_LIB_NAME);
    }

    public native int addition(int a, int b);

    public native int subtraction(int a, int b);
}

這時(shí)候因?yàn)闆]有找到對(duì)應(yīng)的本地方法，因此會(huì)有如下的錯(cuò)誤提示：

(3) 定義 cpp 文件

在模塊根目錄下的src/main/新建一個(gè)文件夾cpp，在其中新增一個(gè)calculator.cpp文件轩触，這里，我們先只引入頭文件：

#include <jni.h>

(4) 定義 CMakeLists.txt

在模塊根目錄下新建一個(gè)CMakeLists.txt文件：

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

add_library(calculator SHARED src/main/cpp/calculator.cpp)

(5) 在 build.gradle 中進(jìn)行配置

之后家夺，我們需要讓Gradle腳本確定CMakeLists.txt所在的位置脱柱，我們可以在CMakeLists.txt上點(diǎn)擊右鍵，之后選擇Link C++ Project with Gradle：

**(6) 實(shí)現(xiàn) C++ **

在配置完上面的信息之后，會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)神奇的地方煌茴，之前我們定義native接口的地方随闺，多出了一個(gè)選項(xiàng)，它可以幫助我們直接在對(duì)應(yīng)的C++文件中生成函數(shù)的定義：

#include <jni.h>

extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_demo_lizejun_cmakeolddemo_NativeCalculator_addition(JNIEnv *env, jobject instance, jint a, jint b) {
    
}

extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_demo_lizejun_cmakeolddemo_NativeCalculator_subtraction(JNIEnv *env, jobject instance,  jint a, jint b) {
    
}

下面我們?cè)诤瘮?shù)體當(dāng)中添加實(shí)現(xiàn)：

#include <jni.h>

extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_demo_lizejun_cmakeolddemo_NativeCalculator_addition(JNIEnv *env, jobject instance, jint a, jint b) {
    return a + b;
}

extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_demo_lizejun_cmakeolddemo_NativeCalculator_subtraction(JNIEnv *env, jobject instance,  jint a, jint b) {
    return a - b;
}

(9) 調(diào)用本地函數(shù)

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private NativeCalculator mNativeCalculator;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mNativeCalculator = new NativeCalculator();
        Log.d("Calculator", "11 + 12 =" + (mNativeCalculator.addition(11,12)));
        Log.d("Calculator", "11 - 12 =" + (mNativeCalculator.subtraction(11,12)));
    }
}

最終運(yùn)行的結(jié)果為：

四矩乐、小結(jié)

以上就是使用Android Studio 2.2以上版本，通過(guò)CMake來(lái)進(jìn)行NDK開發(fā)的一個(gè)簡(jiǎn)單例子回论，主要是學(xué)習(xí)一下開發(fā)的流程散罕，下一篇文章，要學(xué)習(xí)一下CMakeLists.txt中的語(yǔ)法傀蓉。

五欧漱、參考文獻(xiàn)

(1) 向您的項(xiàng)目添加 C 和 C++ 代碼
(2) NDK筆記(二) - 在Android Studio中使用 ndk-build
(3) NDK開發(fā) 從入門到放棄(一：基本流程入門了解)
(4) NDK開發(fā) 從入門到放棄(七：Android Studio 2.2 CMAKE 高效 NDK 開發(fā))
(5) The new NDK support in Android Studio
(6) Google NDK 官方文檔
(7) Android Studio 2.2 對(duì) CMake 和 ndk-build 的支持
(8) Android開發(fā)學(xué)習(xí)之路--NDK、JNI之初體驗(yàn)
(9) NDK- JNI實(shí)戰(zhàn)教程（一） 在Android Studio運(yùn)行第一個(gè)NDK程序
(10) cmake-commands
(11) CMake
(12) 開發(fā)自己的 NDK 程序
(13) NDK開發(fā)－Android Studio+gradle-experimental 開發(fā) ndk
(14) Android NDK 開發(fā)入門指南