Andorid的NDK

NDK 通常指的是 Android Native Development Kit。

这是一个非常重要的概念，特别是对于 Android 开发者或需要在 Android 系统上进行底层开发的人员。

核心定义

Android NDK 是一个工具集，允许您使用 C 和 C++ 等原生代码来实现 Android 应用的部分功能。

简单来说：

• SDK 让您用 Java 或 Kotlin 开发 Android 应用。
• NDK 让您用 C 或 C++ 开发 Android 应用的一部分。

主要用途和目的

NDK通常用于以下特定场景：

1. 提升性能： 对性能要求极高的部分，如图形渲染、物理模拟、复杂的数学计算（如信号处理），使用 C/C++ 代码可以更好地利用 CPU 并实现优化，从而获得比 Java 更高的效率。
2. 代码复用： 重用已有的、用 C/C++ 编写的开源库或公司自己的核心库。例如，FFmpeg（视频处理）、OpenCV（计算机视觉）、SQLite（数据库）等。
3. 底层硬件操作： 进行更直接的硬件访问或调用一些特定的底层 API，这在纯 Java 层可能无法实现或效率低下。
4. 平台差异性： 在某些极少数情况下，绕过 Android 的 Java 框架，直接与 Linux 内核交互。

NDK 包含哪些关键组件？

当您在 Linux 上下载并安装 NDK 后，您会得到：

• 交叉编译工具链： 这是核心。它包含 gcc 或 clang 编译器、链接器等。这些工具运行在您的 Linux 开发机上，但生成的二进制文件是给 ARM 或 x86 架构的 Android 设备使用的。
• 原生 API 头文件： 定义了您可以在 C/C++ 代码中使用的 Android 特定原生 API，例如：
  • liblog： 提供 __android_log_print 函数，用于在 Logcat 中输出日志。
  • libandroid： 提供对 NativeActivity 等的支持。
  • OpenSL ES： 用于高性能、低延迟的音频。
  • Vulkan： 用于高性能 3D 图形。
• 构建工具： 主要是 ndk-build 和 CMake。它们用于将您的 C/C++ 源代码编译成共享库（.so 文件）或静态库（.a 文件）。
• 系统库： Android 系统自身的部分 C/C++ 库的稳定版本，供您链接使用。
• 调试工具： 如 ndk-gdb，用于调试原生代码。

工作流程简介

1. 您用 C/C++ 编写代码，并包含相应的 Android NDK 头文件。
2. 使用 NDK 提供的交叉编译工具链和构建系统（如 CMake），在 Linux 电脑上将 C/C++ 代码编译成 .so 动态库。
3. 在您的 Android Java/Kotlin 应用中，通过 JNI 来加载这个 .so 库并调用其中的原生函数。
4. 最终，APK 中将包含这个编译好的原生库，并在 Android 设备上运行。

一个简单的例子：Hello World

原生代码 (C++)：hello.cpp

编译为 libmyhellolib.so

#include <jni.h> //jni.h: JNI 头文件，提供了与 Java 交互所需的类型和函数声明
#include <string>

extern "C" //确保 C++ 编译器按 C 风格处理函数名，
JNIEXPORT //宏定义，表示这个函数需要导出给 Java 调用
jstring  //JNI 字符串类型，对应 Java 的 String
JNICALL //指定函数调用约定
Java_com_example_myapp_MainActivity_stringFromJNI( //Java_包名_类名_方法名
        JNIEnv* env, // JNI 环境指针，提供访问 JNI 功能的函数
        jobject /* this */){ // 对应 Java 中的 this 对象（MainActivity 实例）
    std::string hello = "Hello from C++ in Linux NDK";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str()); //将 C++ 字符串转换为 JNI 字符串格式
}

Java 代码：MainActivity.java
在Java中调用libmyhellolib.so的方法

package com.example.myapp;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    static {
        System.loadLibrary("myhellolib"); // 加载编译生成的 libmyhellolib.so
    }

    public native String stringFromJNI(); // 声明c++函数原生方法

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

        //调用本地方法
        TextView tv = findViewById(R.id.sample_text);
        tv.setText(stringFromJNI()); // 调用 C++ 函数
    }
}

总结

对于 Linux 用户或开发者而言，NDK 就是一个在 Linux 开发环境中，用来为 Android 这个基于 Linux 内核的操作系统编译 C/C++ 代码的工具包。

• 平台： 运行在 Linux（或 Windows/macOS）上。
• 目标： 生成运行在 Android（一个移动端 Linux 系统）上的原生库。
• 价值： 在性能、代码复用和底层访问方面，为 Android 开发提供了强大的扩展能力。