終於找到一篇極佳的 NDK 入門文章

筆者看了一些NDK的項目。一些教程不是HelloWord就是直接整FFmpeg或OpenCV,可謂一個天一個地，而且目錄結構和Android3.5的默認結構並不是太一致,一直沒找到什麼合心的文章。故寫此文連接這天地，來總結一下在NDK開發之前你應知道的東西。

• 在此之前，先劃分三類人,如果不認清自己是什麼角色(垃圾)就去玩NDK,你會很糟心:

user : 純粹.so鏈接庫使用者(伸手黨)creator : 純粹ndk開發者,創作.so鏈接庫(創作家)designer : 在現有的.so上自己開發.so鏈接庫實現特定功能(程序設計師)

• 本文內容

<code>1.本文將以user、creator、designer三者的視角來看NDK
2.AndroidStdio3.5的默認目錄結構
3.有現成的C++代碼，如何讓Android調用它?
4.arm64-v8a、armeabi-v7a、x86、x86_64分別是幹嘛的?
5.動態鏈接庫.so是什麼鬼，如何從c/c++生成.so?
6.libs,jniLibs,jin目錄到底該怎麼放?如何自定義文件放置的位置?
7.一些讓人糟心的異常
/<code>

• 前置知識

也許你很怕C++,就像你在新手村被3級的boss虐到心理陰影,但是你現在已經50級了,還怕曾經虐你的3級的boss嗎? 建議閱讀: [- C++趣玩篇1 -] 從打印開始說起 ，這篇對本文很重要, 是簡單，也很有趣。現在情況如此:上篇中C++實現了一個打印臉的類，我想在Android中使用它。

一、對於純粹.so使用者(User)

1.目錄結構

當你只是單純的使用動態鏈接庫.so中的已有功能,也就是傳說中的伸手黨。那你與NDK只是擦肩而過，並不需要理會C/C++，也不需要創建一個NDK的項目,甚至連JNI都有現成的。你所需要做的只是在main下新建jniLibs,經過測試,其為默認的.so成放置地，此時gradle文件你可以一字不動。

2.JNI接口定義

俗話說拿人家手短，吃人家嘴軟。由於JNI是根據包名找到C/C++函數的,使用時必須和creator定義的接口完全一致(包括包名)。

<code>---->[com.toly1994.jni_creator.Facer]--by 張風捷特烈-----
package com.toly1994.jni_creator;
public class Facer {
    public static native String getFacer( String top, String bottom, String brow, String eyes);
}
/<code>

3.庫的使用

這個庫是等會要創造的,這裡先來演示。System.loadLibrary指定庫名其中庫全名為libtoly_facer-lib.so，加載時toly_facer-lib即可這樣在上一篇[- C++趣玩篇1 -] 從打印開始說起中實現的打印類就可以在Android中使用。

<code>public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    static {//加載類庫
        System.loadLibrary("toly_facer-lib");
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        TextView textView=findViewById(R.id.hello);
        textView.setTextSize(30);
        //通過native接口getFacer使用類庫中C++方法
        textView.setText(Facer.getFacer("-", "-", "~", "X"));
    } 

}
/<code>

OK,現在80%的人問題解決了。(手動搞笑)

二、對於純粹ndk開發者(Creator)

如果你有現成的C++代碼想要直接用在Android上，或者想要手擼個什麼高效的框架，或者想要讓你的源碼不容易破解，那麼廢話不多說，就開整吧。哥敬你是條好漢。現在你需要創建一個Native C++ 的Android項目。這裡就來實現toly_facer-lib

1.準備活動

上一篇中已經完成了C++類

• 頭文件

<code>--->[app/src/main/cpp/Facer.h]----
//
// Created by 張風捷特烈 on 2019/10/3.
//

#include <iostream>

using namespace std;

#ifndef TOLYC_FACER_H
#define TOLYC_FACER_H

class Facer {
public:
    Facer(const string &top="#", const string &bottom="#", const string &brow="~", const string &eyes=".");
    ~Facer();
public:
    string top;
    string bottom; 

    string brow;
    string eyes;
public:
    void printFace() ;
    string getFace();
};

#endif //TOLYC_FACER_H
/<iostream>/<code>

• cpp實現文件

<code>--->[app/src/main/cpp/Facer.cpp]----
//
// Created by 張風捷特烈 on 2019/10/3.
//

#include "Facer.h"

Facer::Facer(
        const string &top,
        const string &bottom,
        const string &brow,
        const string &eyes) : top(top),
                              bottom(bottom),
                              brow(brow),
                              eyes(eyes) {}

void Facer::printFace() {
    cout<< getFace() << endl;
}

Facer::~Facer() {

}

string Facer::getFace() {
    string result;
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        i != 9 ? result+=top : result+=top+"\\n";
    }
    result+= "|  " +brow + "   " + brow + " |" +"\\n";
    result+= "|  " +eyes + "   " + eyes + " |" +"\\n";
    result+= "|    -}    |\\n";
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        i != 9 ? result+=bottom : result+=bottom+"\\n";
    } 

    return result;
}
/<code>

2.項目結構

新建Native C++ 的項目之後，main文件夾下會有cpp文件夾，這就是C++代碼的家如果直接將兩個Facer文件拷貝進去,會飄紅。因為還沒有在CmakeLists中進行配置

3.CmakeLists中的配置

<code>cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
 

add_library(toly_facer-lib SHARED
        toly_facer-lib.cpp Facer.h Facer.cpp)#直接加入文件

find_library(log-lib log)

target_link_libraries(toly_facer-lib ${log-lib})
/<code>

當然也許你肯定懶得一個個添加，可以加載cpp文件夾下的所有.cpp和.c文件

<code>cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

#定義全局 my_source_path 變量
file(GLOB my_source_path
        ${CMAKE_SOURCE_DIR}/*.cpp
        ${CMAKE_SOURCE_DIR}/*.c)

add_library(toly_facer-lib 
        SHARED ${my_source_path})

find_library(log-lib log)

target_link_libraries(toly_facer-lib ${log-lib})
/<code>

4.設計JNI的native接口方法和C++實現

此方法所屬類名、包名對user都至關重要。對於creator隨意啦，就是任性

<code>---->[src/main/java/com/toly1994/jni_creator/Facer.java]----
package com.toly1994.jni_creator;

public class Facer {
    public static native String getFacer( String top, String bottom, String brow, String eyes);
}
/<code>

C++與Java的相互作用,就是Java進行輸入,經C++轉化將有價值的東西傳給Java端

<code>---->[src/main/cpp/toly_facer-lib.cpp]----
#include <jni.h>
#include <string>
#include "Facer.h"

extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_toly1994_jni_1creator_Facer_getFacer(JNIEnv *env, jclass clazz, jstring top,
                                              jstring bottom, jstring brow, jstring eyes) {
    Facer facer(//使用 env->GetStringUTFChars將jstring轉化為string
            env->GetStringUTFChars(top, 0), 
            env->GetStringUTFChars(bottom, 0), 
            env->GetStringUTFChars(brow, 0), 
            env->GetStringUTFChars(eyes, 0)
            );

    return env->NewStringUTF(facer.getFace().c_str());
}
/<string>/<jni.h>/<code>

基本上流程就是這樣。

三、掃盲科普

1.arm64-v8a、armeabi-v7a、x86、x86_64

<code>arm 架構注重的是續航能力:大部分的移動設備
x86 架構注重的是性能:大部分的臺式機和筆記本電腦

arm64-v8a :第8代、64位ARM處理器
armeabi-v7a :第7代及以上的 ARM處理器
x86：x86 架構的 CPU（Intel 的 CPU）
x86_64:x86 架構的64位 CPU（Intel 的 CPU）

/<code>

默認會編譯出四種.so文件

2.配置輸出的.os架構類型

可以通過app下的build.gradle來指定編譯的.so類型注意只有這四種類中，以前很多項目中存在abiFilters 'armeabi'但現在會崩

<code>android {
    defaultConfig {
        externalNativeBuild {
            cmake {
                abiFilters 'armeabi-v7a', 'arm64-v8a'
            }
        }
    }
/<code>

這樣清一下項目，再編譯出來的只有'armeabi-v7a', 'arm64-v8a'此時運行到模擬器上，會發現找不到類庫，則說明模擬器去X86的。運行到真機無誤，則說明真機是arm的

3..so文件是什麼?

如果說.dll估計你會說：哦，好像見過。其實.so和.dll並沒有本質的區別，它們都是一個C++實現的功能團。只不過.so是用在linux上的，.dll是用在Windows上的。如今操作系統三足鼎立，當然少不了MacOS,類似的在MacOS中有.dylib文件。它們都是 C++ 的動態鏈接庫(Dynamic Link Library )

而Android作為Linux的一員，C++ 編譯出的.so便是順理成章那如何將C++編譯成.so庫?這便是NDK在做的事，也是上面在做的事。打包時gradle會將對應的.so包打到apk裡,然後.so就能在linux裡愉快的玩耍了。

4.如何自定義資源文件位置

個人建議習慣優於配置,用默認挺好的。如果你是非常有個性的...也可以在gradle裡進行制定雖然你也許不會用到，但是看一下,看到要認得，不至一臉蒙圈。對於使用者，可以隨意指定盛放.so的文件夾，需要在app下的build.gradle配置

<code>android {
    ...
    sourceSets { 

        main {
            jniLibs.srcDirs = ['target']//指定so庫的位置，加載so庫
        }
    }

}

/<code>

對於創造者，也可以使用jni.srcDirs來指定C++代碼盛放的位置

<code>sourceSets.main{
        jni.srcDirs = ["src/main/cpp"]
    }
/<code>

四、對於程序設計師（Designer）

俗話說難的不是重寫，而是對爛代碼的重構，有時候修改比創作更難已有的.so文件但功能上又需要定製，於是第三類就誕生了，也是最頭疼的其實FFmpeg和OpenCV等都是這第三類，用已存在事物去構建新事物，便是設計。

1.項目結構

算法和核心代碼已經實現，我們需要做的是結合業務進行接口封裝及方法調用這裡我就用OpenCV的使用來進行演示: 你需要創建的是Native C++項目(Opencv下載什麼的，不廢話了，詳見:OpenCV專題1 - AndroidStudio的JNI工程及引用OpenCV)

2.你的角色

這時，你是設計者，兼具創造者和使用者兩重角色。但比純粹的創造要簡單，比純粹的使用要難。這時可以通過CmakeLists去鏈接到OpenCV的.so文件，這樣你就可以使用OpenCV的頭文件進行功能實現

<code>cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

include_directories(include)#引入include文件夾

#定義全局 my_source_path 變量
# file(GLOB my_source_path ${CMAKE_SOURCE_DIR}/*.cpp ${CMAKE_SOURCE_DIR}/*.c)
aux_source_directory(. my_source_path) #上行的簡化:將本文件夾下文件加入
add_library(toly_cv SHARED ${my_source_path})

#添加動態鏈接庫
add_library(lib_opencv SHARED IMPORTED)
set_target_properties(lib_opencv PROPERTIES IMPORTED_LOCATION
        ${CMAKE_SOURCE_DIR}/../jniLibs/${ANDROID_ABI}/libopencv_java4.so) #so文件位置

## 在ndk中查找log庫 取別名log-lib
find_library(log-lib log)
# 在ndk中查找jnigraphics庫 取別名jnigraphics-lib  jnigraphics
find_library(graphics jnigraphics)

target_link_libraries(
        toly_cv
        lib_opencv
        jnigraphics
        log
)
/<code>

你可以定義一個JNI接口來暴露你在C++層實現的方法，再打包成.so供他人使用這便是開源的魅力，比如下面的灰色圖像,使用者可以拿著打出的.so包通過TolyCV來使用

<code>---->[com.toly1994.jni_designer.TolyCV]----
public class TolyCV {
    public static native Bitmap grayBitmap(Bitmap bitmap,Bitmap.Config argb8888);
}

---->[src/main/cpp/toly_cv.cpp]----
#include <jni.h>
#include <string>
#include "bitmap_utils.h"
#include <opencv2>

extern "C"
JNIEXPORT jobject JNICALL
Java_com_toly1994_jni_1designer_TolyCV_grayBitmap(JNIEnv *env, jclass clazz, jobject bitmap,jobject argb8888) {
    Mat srcMat;
    Mat dstMat;
    bitmap2Mat(env, bitmap, &srcMat);
    cvtColor(srcMat, dstMat, CV_BGR2GRAY);//將圖片的像素信息灰度化盛放在dstMat
    return createBitmap(env,dstMat,argb8888);//使用dstMat創建一個Bitmap對象

}
/<opencv2>/<string>/<jni.h>/<code>

五、讓人糟心的異常

筆者也並非一路暢通無阻，走的坑也挺多,下面幾個坑來給你說說

1.ninja: error: 巴拉巴拉... missing and no known rule to make it

仔細排查CmakeLists,可能是.so文件的路徑不對

2.CMake Error at 巴拉巴拉... (add_library):

仔細排查CmakeLists,可能是你的C++代碼文件路徑不對

3.java.lang.UnsatisfiedLinkError: 巴拉巴拉... "XXX.so"

說明你的庫加載異常，看看你的庫名有沒有寫對

4. java.lang.UnsatisfiedLinkError: No implementation found for java.lang.String 巴拉巴拉...

說明你的JNI接口和.so比匹配，自行匹配放到相應包名下

待續...

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關鍵字: X86 糟心 Gradle