移動應用開發中，各種開發框架和語言多種多樣，常用的有Java、Kotlin和Swift等。但有時候，我們需要使用C或C++語言編寫一些性能更高的原生代碼，以獲取更好的用戶體驗。Android Studio的NDK（Native Development Kit）提供了一種實現這種需求的方法。
一、什麼是NDK？
NDK是Android Studio提供的一個工具集，旨在幫助開發者編寫C/C++代碼來優化Android的應用程序，包括增加應用程序的性能，處理自定義任務和更多。目前，NDK支持的ABI主要包括 armeabi-v7a、arm64-v8a、x86、x86_64以及mips和mips64。
在沒有NDK時，開發者的代碼只能以Java和Kotlin等二進制代碼的方式運行。而有了NDK之後，可以將一些緊耦合的功能和代碼轉化為C/C++代碼，然後以庫的形式提供給Java和Kotlin等高級語言使用。這樣不僅可以提高性能，還可以在代碼共享方面實現更好的跨平台性。
二、如何在Android Studio中使用NDK？
Android Studio提供了NDK插件，讓開發者輕鬆地設置和配置NDK的開發環境。在使用NDK之前，需要完成以下步驟：
1、下載NDK：
在Android Studio中，點擊“Tools->SDK Manager->SDK Tools”選項卡，然後在右邊的主窗口區域找到和選中“NDK”即可下載。
2、配置Jni目錄
在Java工程的根目錄下構建JNI接口需要的目錄結構，例如：app/src/main/jni。然後在app下新建.buildozer文件（目的是為了讓gradle加載NDK配置）。
# app/.buildozer.gradle.kts
android {
defaultConfig {
externalNativeBuild {
cmake {
cppFlags "-std=c++11"
arguments "-DANDROID_STL=c++_shared"
}
}
}
}
3、創建.so庫文件
在jni目錄下創建一個C或C++源文件，然後使用編譯器創建.so文件，將其複製到應用程序的libs目錄中。在libs目錄下可以分別為每種CPU架構創建目錄，以job目錄為例:
app/libs/armeabi-v7a/ app/libs/arm64-v8a/ app/libs/x86/ app/libs/x86_64/
在完成上述步驟之後，你可以像其他庫一樣在Java代碼中使用自定義的C/C++庫文件。如下所示：
System.loadLibrary("natives-lib");
這裡的natives-lib就是.so文件的名稱，它需要和C/C++源文件中的名稱相同。
三、如何在NDK中使用靜態庫？
在C和C++中，靜態庫非常重要，它們被用作重複代碼和可重用代碼的共享。在Android NDK中，添加本機靜態庫和可執行文件也很簡單：
1、編寫C++源代碼
// test.cpp
#include "test.h"
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
2、編寫C頭文件
// test.h
#ifndef TEST_H
#define TEST_H
#ifdef __cplusplus
extern "C"{
#endif
int add(int a, int b);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif // TEST_H
3、編寫Android.mk文件
Android.mk文件用於配置如何構建NDK應用程序。它定義了源代碼文件、庫等，告訴編譯器如何處理這些文件，並包含使用這些文件創建動態庫的指令。Android.mk文件應在jni目錄下創建。
LOCAL_PATH := $(call my-dir) include $(CLEAR_VARS) LOCAL_MODULE := test LOCAL_SRC_FILES := test.cpp include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)
4、在.buildozer.gradle.kts文件中增加編譯選項
defaultConfig {
externalNativeBuild {
cmake {
cppFlags "-std=c++11"
arguments "-DANDROID_STL=c++_shared", "-DANDROID_TOOLCHAIN=clang" // 添加這一行
}
}
}
需要注意的是，要使用靜態庫時，需要使用clang作為工具鏈才能編譯通過。
5、在.buildozer.gradle.kts中導入靜態庫
android {
sourceSets {
main {
jniLibs.srcDir 'libs'
}
}
}
這個操作主要是告訴gradle在哪裡可以找到靜態庫，實現導入了so庫中。
6、在Java代碼中使用靜態庫
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
static {
System.loadLibrary("test");
}
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
int result = Test.add(1, 2); //調用靜態庫函數
TextView textView = findViewById(R.id.tv_result);
textView.setText("result = " + result);
}
}
以上就是使用靜態庫的完整步驟。在Jni目錄中，需要有Android.mk文件，它告訴編譯器如何構建靜態庫。編譯器會將靜態庫轉換為.so文件，並將其打包在APK應用包中。在Java代碼中可以通過System.loadLibrary方法加載本地庫，就像之前加載普通的so庫一樣。
四、NDK開發常見問題及解決方案
1、如何解決不同CPU架構的兼容性問題
Android系統支持多種CPU架構的設備，並且支持同時安裝多個.so庫的版本。這種格式通常是“/lib/libname.so”或“/lib/architecture/libname.so”。為了實現多架構支持，你需要在構建過程中生成多個庫版本。可以將結果位置指定到每個configure的ANDROID_ABI的不同子目錄中，如下所示：
app/
jni/
Android.mk
Application.mk
foo.c
libs/
armeabi/
libfoo.so
armeabi-v7a/
libfoo.so
x86/
libfoo.so
2、如何解決debug版本無法正常工作的問題
默認情況下，NDK構建出的.so庫的標誌為release版本，而非debug版本，如果需要在NDK調試過程中使用debug版本，需要在Gradle中設置：
android {
defaultConfig {
externalNativeBuild {
cmake {
arguments "-DCMAKE_BUILD_TYPE=DEBUG"
}
}
}
}
3、如何解決NDK開發過程中出現的其他問題
可以將以下項目添加到build.gradle文件中查看調試級別。項目和gradle.properties文件中都有這些內容。
android {
buildTypes{
debug {
debuggable true
jniDebuggable true
}
}
}
4、如何解決NDK中遇到的鏈接錯誤
常見的原因包括C++代碼插入C語言源代碼、未定義的全球變量等，可以試着把鏈接器的日誌打開，檢查被外部問題導致的鏈接錯誤。
LOCAL_LDLIBS += -Wl,--trace-symbol=foo
五、總結
在移動應用開發中，NDK是為開發者提供高性能的編程接口的一種方法。它能幫助開發者編寫C/C++代碼，優化Android應用程序的性能，實現自定義任務等操作。本文介紹了如何使用NDK的詳細步驟和常見問題的解決方法，希望對你在移動應用開發中使用NDK起到一定的幫助。
原創文章，作者：小藍，如若轉載，請註明出處：https://www.506064.com/zh-hant/n/291021.html
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