第7章-Android-NDK-《Android程序设计教程》教学课件.ppt
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- Android程序设计教程 Android NDK 程序设计 教程 教学 课件
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1、第第七七章章 Android NDK Android NDK1主要内容主要内容 7.1 Android NDK7.1 Android NDK简介简介 7.2 7.2 构建构建NDKNDK系统系统 7.3 NDK7.3 NDK开发过程详解开发过程详解2Android NDK 是在SDK前面又加上了“原生”二字,即Native Development Kit,因此又被Google称为“NDK”。Android NDK是Android SDK的伴随工具,可以让用户用诸如C/C+原生编程语言开发Android应用程序。原生SDK的公布可以让开发者更加直接的接触Android系统资源,并极大地提高了An
2、droid应用程序开发的灵活性。Android NDK需要安装全部Android SDK1.5或以上版本,到目前为止Android NDK已经修订了9版本。Android NDK集成了交叉编译器,支持ARM、x86及MIPS处理器指令集、JNI接口和一些稳定的库文件。7.1 Android NDK7.1 Android NDK简介简介3nAndroid NDK具体包括如下:ARM、x86和MIPS交叉编译器构建系统Java原生接口头文件C库Math库POSIX线程最小的C+库ZLib压缩库动态链接库Android NDKAndroid NDK简介简介Android日志库Android像素缓冲区
3、库Android原生应用APIsOpenGL ES 3D图形库Open ES原生音频库OpenMAX AL最小支持4 7.2.1 Android NDK7.2.1 Android NDK开发环境构建开发环境构建 7.2.2 7.2.2 解析解析hello-jnihello-jni例程例程5Android NDK的构建系统是基于GNU Make的,提供了头文件、库和交叉编译器工具链,可以在Microsoft Windows、Apple Mac OS X和Linux三种操作系统平台上运行。在安装前要确保已经最新版的Android SDK和升级应用程序和环境。本书仅介绍Microsoft Windo
4、ws系统的NDK系统构建,请按照下列步骤操作:7.2.1 Android NDK开发环境构建开发环境构建6n第一步,在安装完成SDK工具后,下载并安装Cygwin。n安装完成后,要把Cygwin二进制路径添加到系统可执行搜索路径中。操作如下:n在“系统属性”界面打开环境变量对话框;n在系统变量部分单击New按钮定义一个新的环境变量,将变量名设置成CYGWIN_HOME,将变量值设置成前面记下的Cygwin安装目录;n单击OK按键保存新环境变量;n在环境变量对话框中的系统变量列表中,双击PATH变量,并将;%CYGWIN_HOME%bin追加到变量值后面。7.2.1 Android NDK7.2
5、.1 Android NDK开发环境构建开发环境构建7n第二步,下载最新版Android NDK开发包,目前本书编写时,最新版本是R9,请根据需要到Google的官方网站下载Android NDK。http:/ NDK的二进制路径加到系统可执行搜索路径中,具体方法同上。n第三步是配置Cygwin的NDK开发环境。修改在用户目录下的.bash_profile文件,在该文件的末尾处添加如下代码:ANDROID_NDK_ROOT=/cygdrive/d/android/android-nkd-r9dExport ANDROID_NDK_ROOTp上述代码说明Android NDK安装的目录,即d盘的
6、android/android-nkd-r9d目录下。7.2.1 Android NDK7.2.1 Android NDK开发环境构建开发环境构建87.2.1 Android NDK7.2.1 Android NDK开发环境构建开发环境构建所有的Android NDK组件都被安装在目标目录下,下面介绍一些重要文件和子目录。nndk-build:该shell脚本是Android NDK构建系统的起始点。nndk-gdb:该shell脚本允许用GNU调试器调试原生组件。nndk-stack:该shell脚本可以帮助分析原生组件崩溃时的堆栈追踪。nbuild:该目录包含可Android NDK构建系
7、统的所有模块。nplatforms:该目录包含了支持不同Android目标版本的头文件和库文件。Android NDK构建系统会根据具体的Android版本自动引用这些文档。97.2.1 Android NDK7.2.1 Android NDK开发环境构建开发环境构建nsamples:该目录包含了一些示例应用程序,这些程序可以体现Android NDK的性能。示例项目对于学习使用Android NDK的特性很有帮助。nsources:该目录包含了可供开发人员导入到现有的Android NDK项目的一些共享模块。ntoolchains:该目录包含目前Android NDK支持的不同目标机体系结构
8、的交叉编译器。Android NDK目前支持ARM、X86和MIPS体系结构。Android NDK构建系统根据选定的体系结构使用不同的交叉编译器。10n最后测试开发环境是否可以正常工作,首先双击Cygwin图标,出现Cygwin后运行ndk-build出现如图所示的运行结果,说明Android NDK的开发环境已经可以正常工作了。7.2.1 Android NDK7.2.1 Android NDK开发环境构建开发环境构建117.2.2 7.2.2 解析解析hello-jnihello-jni例程例程n首先使用import向Eclipse中导入工程,本机目录为F:android-ndk-r9d
9、sampleshello-jni。n导入工程之后我们会在项目目录下发现两个比较重要的文件一个是src/com.example.hellojni/HelloJni.java文件,一个是jni/hello-jni.c文件。nhello-jni.c文件定义了输出字符串Hello from JNI!Compiled with ABI ABI.的方法,而HelloJni.java文件则通过调用上述hello.c的动态链接库来获取输出的字符串,并显示到模拟器上。12其中c文件内容如下:10 Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI(JNIEnv10
10、Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI(JNIEnv*env,jobjectthiz)env,jobjectthiz)11 11 12#if defined(_arm_)12#if defined(_arm_)13#if defined(_ARM_ARCH_7A_)13#if defined(_ARM_ARCH_7A_)14#if defined(_ARM_NEON_)14#if defined(_ARM_NEON_)15#define ABI armeabi-v7a/NEON“15#define ABI armeabi-v7a/NEO
11、N“16#else16#else17#define ABI armeabi-v7a17#define ABI armeabi-v7a18#endif18#endif19#else19#else20#define ABI armeabi20#define ABI armeabi21#endif21#endif22#elifdefined(_i386_)22#elifdefined(_i386_)23#define ABI x8623#define ABI x8624#elifdefined(_mips_)24#elifdefined(_mips_)25#define ABI mips25#def
12、ine ABI mips26#else26#else27#define ABI unknown27#define ABI unknown28#endif28#endif29 return(29 return(*env)-NewStringUTF(env,“Hello from JNI!Compiled with ABI”ABI env)-NewStringUTF(env,“Hello from JNI!Compiled with ABI”ABI“.”);“.”);这里主要的是这里主要的是定义了输出字定义了输出字符串符串Hello from JNI!Compiled with ABI ABI.的
13、方法的方法137.2.2 7.2.2 解析解析hello-jnihello-jni例程例程其中其中javajava文件内容如下文件内容如下:5 public class HelloJni extends Activity5 public class HelloJni extends Activity6 public void onCreate(Bundle savedInstanceState)6 public void onCreate(Bundle savedInstanceState)7 super.onCreate(savedInstanceState);7 super.onCreat
14、e(savedInstanceState);8 TextViewtv=new TextView(this);8 TextViewtv=new TextView(this);9 tv.setText(stringFromJNI();9 tv.setText(stringFromJNI();10 setContentView(tv);10 setContentView(tv);11 public native String stringFromJNI();11 public native String stringFromJNI();12 public native String unimplem
15、entedStringFromJNI();12 public native String unimplementedStringFromJNI();13 static 13 static 1414 System.loadLibrary(hello-jni);System.loadLibrary(hello-jni);15 15 16 16 通过调用上述hello.c的动态链接库来获取输出的字符串,并显示到模拟器上。n 147.2.2 7.2.2 解析解析hello-jnihello-jni例程例程n接 着 启 动 C y g w i n 命 令 行 输 入 c d f:/a n d r o i
16、 d-n d k-r9d/samples/hello-jni进入到NDK 主目录,然后编译C代码,其命令如下:././ndk-build,在Cygwin中显示如图所示。157.2.2 7.2.2 解析解析hello-jnihello-jni例程例程n此时表明已生成所需的动态链接库,接下来我们要对其进行加载。n在Eclipse的Project Explorer 视图中右击HelloJni,依次选择Android tools、Add Native Support在弹出的对话框中显示信息如图所示。由于该项目已经包含了一个原生项目,所以库名可以保持不变,点击finish即可完成加载。n在Android
17、模拟器上运行该项目,其运行效果如下:16 7.3.1 7.3.1 中间件概念中间件概念 7.3.2 Android7.3.2 Android系统的中间件系统的中间件 7.3.3 7.3.3 使用使用C/C+C/C+实现本地方法实现本地方法 7.3.4 7.3.4 依赖关系建立依赖关系建立 7.3.5 NDK7.3.5 NDK程序的链接与运行程序的链接与运行17nAndroid NDKAndroid NDK构建系统所提供的不同功能,例如构建系统所提供的不同功能,例如n建立一个共享库建立一个共享库n建立多种共享库建立多种共享库n建立静态库建立静态库n利用共享库通用模块利用共享库通用模块n在多种在多
18、种NDKNDK项目间共享模块项目间共享模块n使用预建库使用预建库n建立独立的可执行文件建立独立的可执行文件n其他构建系统变量和宏其他构建系统变量和宏n定义新变量和条件操作定义新变量和条件操作18n在进行NDK开发时,一般需要同时建立Android工程和C/C+工程,然后使用NDK编译C/C+工程,形成可以被调用的共享库,最后共享库文件会被拷贝到Android工程中,并被打包到apk文件中。其开发过程可分为以下几步:n设计JNI接口n用C/C+实现本地的方法n编译文件的实现n生成动态连接库。19中间件(Middleware)是处于操作系统和应用程序之间的软件,它包括一组服务,以便于运行在一台或多
19、台机器上的多个软件通过网络进行交互。该架构通常用于支持分布式应用程序并简化其复杂度,它包括web服务器、事务监控器和消息队列软件。中间件能够屏蔽操作系统和网络协议的差异,为应用程序提供多种通讯机制;并提供相应的平台以满足不同领域的需要。中间件带给应用系统的,不只是开发的简便、开发周期的缩短,也减少了系统的维护、运行和管理的工作量,还减少了计算机总体费用的投入。7.3.1 7.3.1 中间件概念中间件概念20u中间件是操作系统与应用程序的沟通桥梁,并分为两层:函数层(Library)和虚拟机(Virtual Machine)。应用程序用Java语言开发,操作系统代码则是C代码,它们之间的通信需要
20、用JNI来实现。JNI一般有以下一些应用场景:高性能,在一些情况下因为处理运算量非常大,为了获取高性能,直接高性能,在一些情况下因为处理运算量非常大,为了获取高性能,直接使用使用javajava是不能胜任的,如:一些图形的处理;是不能胜任的,如:一些图形的处理;调用一些硬件的驱动或者一些软件的驱动,比如调用一些外部系统接口调用一些硬件的驱动或者一些软件的驱动,比如调用一些外部系统接口的驱动,如:读卡器的驱动,的驱动,如:读卡器的驱动,OCIOCI驱动;驱动;需要使用大内存,远远超过需要使用大内存,远远超过VMVM所能分配的内存,如:进程内所能分配的内存,如:进程内CacheCache;调用调用
21、C C或者操作系统提供的服务,如:或者操作系统提供的服务,如:javajava调用搜索服务,搜索是由调用搜索服务,搜索是由C/C+C/C+实现的。实现的。7.3.2 Android7.3.2 Android系统的中间件系统的中间件21u通常JNI的使用自上至下有4层,本地库,JNI库,声明本地接口的Java类,Java调用者,JNI在Android层次结构中的作用如图所示。7.3.2 Android7.3.2 Android系统的中间件系统的中间件22u实现JNI需要在C+代码中实现JNI的各种方法,并注册到系统中,另外还要在Java源代码中声明。u例7-2 实例实现JNI接口的设计。n在此之
22、前我们需要将将NDK与Cygwin关联起来,即打开homeAdministrator.bash_profile文件(本文F:cygwinhomemwy.bash_profile,在文件中加入如下代码:1NDK_ROOT=/cygdrive/f/android-ndk-r9d/2export NDK_ROOT 3PATH+=:$NDK_ROOT 4export PATH7.3.2 Android7.3.2 Android系统的中间件系统的中间件23u接口设计过程如下:在NDK安装目录下新建文件夹apps,在apps下新建目录san-angeles(这个名字可以自己任意取),并Eclipse中新建
23、工程SanAngeles。建立工程之后需要创建并编写JNI类代码,用来声明要调用的本地方法,关键字native。此时在Eclipse中新建名为JNITest的类。7.3.2 Android7.3.2 Android系统的中间件系统的中间件24n其代码如下:其代码如下:1 1 packagecom.example.SanAngeles;packagecom.example.SanAngeles;2 2 public class JNITest public class JNITest 3 3 private static native void nativeInit();private stat
24、ic native void nativeInit();4 4 private static native void nativeResize(int w,int h);private static native void nativeResize(int w,int h);5 5 private static native void nativeRender();private static native void nativeRender();6 private static native void nativeDone();6 private static native void nat
25、iveDone();7 7 7.3.2 Android7.3.2 Android系统的中间件系统的中间件25为调用内核代码提供的接口编译编译JavaJava文件,并生成相应的头文件文件,并生成相应的头文件我们需要将新建的JNItest.java文件复制到工程目录的bin目录下并用命令行编译。首先进入NDK主目录,接着输入 javac JNITest.java即可生成JNItest.class文件。将此文件复制到F:android-ndk-r9dappssan-angelesprojectbinclassescomexampleSanAngeles中替换原有文件;从命令行进入bin/classe
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