【移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)】AndroidStudio中通過CMake使用NDK并編譯自定義庫(kù)和添加預(yù)編譯庫(kù)

Note：這篇文章是基于AndroidStudio3.01版本的，NDK是R16。step1:創(chuàng)建一個(gè)包含C++的項(xiàng)目其他默認(rèn)就可以了。C++Standard指定編譯庫(kù)的環(huán)境，其中ToolchainDefault使用的是默認(rèn)的CMake環(huán)境；C++11也就是C++環(huán)境。兩種環(huán)境都可以編庫(kù)，至于區(qū)別，后續(xù)會(huì)跟進(jìn)，當(dāng)前博文使用的是CMake環(huán)境。ExceptionsSupport

如果選中復(fù)選框，則表示當(dāng)前項(xiàng)目支持C++異常處理，如果支持，在項(xiàng)目Module級(jí)別的build.gradle文件中會(huì)增加一個(gè)標(biāo)識(shí)-fexceptions到cppFlags屬性中，并且在so庫(kù)構(gòu)建時(shí)，gradle會(huì)把該屬性值傳遞給CMake進(jìn)行構(gòu)建。RuntimeTypeInformationSupport

同理，選中復(fù)選框，項(xiàng)目支持RTTI，屬性cppFlags增加標(biāo)識(shí)-frtti切換到project模式，生成的目錄的結(jié)構(gòu)如下：3、認(rèn)識(shí)CMakeLists.txt構(gòu)建腳本文件CMakeLists.txt文件用于配置JNI項(xiàng)目屬性，主要用于聲明CMake使用版本、so庫(kù)名稱、C/CPP文件路徑等信息，下面是該文件內(nèi)容：cmake_minimum_required(VERSION3.4.1)CMake最小版本使用的是3.4.1。add_library()配置so庫(kù)信息（為當(dāng)前當(dāng)前腳本文件添加庫(kù)）native-lib這個(gè)是聲明引用so庫(kù)的名稱，在項(xiàng)目中，如果需要使用這個(gè)so文件，引用的名稱就是這個(gè)。值得注意的是，實(shí)際上生成的so文件名稱是libnative-lib。當(dāng)Run項(xiàng)目或者build項(xiàng)目是，在Module級(jí)別的build文件下的intermediates\transforms\mergeJniLibs\debug\folders\2000\1f\main下會(huì)生成相應(yīng)的so庫(kù)文件。SHARED這個(gè)參數(shù)表示共享so庫(kù)文件，也就是在Run項(xiàng)目或者build項(xiàng)目時(shí)會(huì)在目錄intermediates\transforms\mergeJniLibs\debug\folders\2000\1f\main下生成so庫(kù)文。此外，so庫(kù)文件都會(huì)在打包到.apk里面，可以通過選擇菜單欄的Build->AnalyzeApk...*查看apk中是否存在so庫(kù)文件，一般它會(huì)存放在lib目錄下。src/main/cpp/native-lib.cpp構(gòu)建so庫(kù)的源文件。STATIC：靜態(tài)庫(kù)，是目標(biāo)文件的歸檔文件，在鏈接其它目標(biāo)的時(shí)候使用。SHARED：動(dòng)態(tài)庫(kù)，會(huì)被動(dòng)態(tài)鏈接，在運(yùn)行時(shí)被加載。MODULE：模塊庫(kù)，是不會(huì)被鏈接到其它目標(biāo)中的插件，但是可能會(huì)在運(yùn)行時(shí)使用dlopen-系列的函數(shù)動(dòng)態(tài)鏈接。頭文件也可以配置頭文件路徑，方法是（注意這里指定的是目錄而非文件）：下面的配置實(shí)際上與自定義的JNI項(xiàng)目（自定義的so庫(kù)）沒有太大關(guān)系。find_library()這個(gè)方法與我們要?jiǎng)?chuàng)建的so庫(kù)無關(guān)而是使用NDK的Apis或者庫(kù)，默認(rèn)情況下Android平臺(tái)集成了很多NDK庫(kù)文件，所以這些文件是沒有必要打包到apk里面去的。直接聲明想要使用的庫(kù)名稱即可（猜測(cè)：貌似是在Sytem/libs目錄下）。在這里不需要指定庫(kù)的路徑，因?yàn)檫@個(gè)路徑已經(jīng)是CMake路徑搜索的一部分。如示例中使用的是log相關(guān)的so庫(kù)。log-lib這個(gè)指定的是在NDK庫(kù)中每個(gè)類型的庫(kù)會(huì)存放一個(gè)特定的位置，而log庫(kù)存放在log-lib中l(wèi)og指定使用log庫(kù)target_link_libraries()如果你本地的庫(kù)（native-lib）想要調(diào)用log庫(kù)的方法，那么就需要配置這個(gè)屬性，意思是把NDK庫(kù)關(guān)聯(lián)到本地庫(kù)。native-lib要被關(guān)聯(lián)的庫(kù)名稱${log-lib}要關(guān)聯(lián)的庫(kù)名稱，要用大括號(hào)包裹，前面還要有$符號(hào)去引用。實(shí)際上，我們可以自己創(chuàng)建CMakeLists.txt文件，而且路徑不受限制，只要在build.gradle中配置externalNativeBuild.cmake.path來指定該文件路徑即可。add_subdirectory可以執(zhí)行子路徑的CMakeLists.txt添加自定義的C++庫(kù)mathlib創(chuàng)建源文件我的項(xiàng)目名稱為OpenCVTest，所以右鍵這個(gè)項(xiàng)目點(diǎn)擊New->Module，然后選AndroidLibrary，輸入庫(kù)的名稱MathLib，然后Finish，系統(tǒng)就會(huì)生成對(duì)應(yīng)的模塊，并構(gòu)建好初始的目錄樹。系統(tǒng)將庫(kù)命名為MathLib，但是目錄樹中還是小寫的mathlib。這個(gè)時(shí)候系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)在頂級(jí)settings.gradle添加對(duì)于這個(gè)新模塊的include語(yǔ)句。并且在模塊目錄下構(gòu)建好了初始的build.gradle。

現(xiàn)在我們開始創(chuàng)建自己的C++庫(kù)，首先右鍵mathlib目錄下的src/main，然后選擇New->Directory，輸入cpp并確定。這個(gè)目錄就是我們要?jiǎng)?chuàng)建的庫(kù)的源文件的位置。

右鍵add，點(diǎn)擊New->C/C++SourceFile，輸入add.cpp，并選中Createanassociatedheader。

在.cpp文件中定義好一個(gè)簡(jiǎn)單的加法函數(shù)，并在.h文件中添加好對(duì)應(yīng)聲明。

add.cpp將源文件關(guān)聯(lián)到構(gòu)建系統(tǒng)中我們用CMake來構(gòu)建C++庫(kù)，然后CMake又要和gradle結(jié)合，在AndroidStudio里面協(xié)作管理C++和Java的代碼。

我們?cè)谀Kmathlib的根目錄下創(chuàng)建一個(gè)名為CMakeLists.txt的文件，寫入

set可以自定義變量。這里定義生成so文件的目錄

set_target_properties命令的意思是設(shè)置目標(biāo)的一些屬性來改變它們構(gòu)建的方式。這個(gè)命令中設(shè)置了add的ARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY屬性。也就是改變了輸出路徑。

add_custom_command命令是自定義命令。命令中把頭文件也復(fù)制到了distribution_DIR中。

target_include_directories，它對(duì)創(chuàng)建的庫(kù)設(shè)置include路徑，針對(duì)目標(biāo)來設(shè)置，可以避免與其他庫(kù)的沖突，并且此時(shí)對(duì)自定義的庫(kù)設(shè)置好了此路徑后，后續(xù)導(dǎo)入這個(gè)庫(kù)就不需要再次設(shè)置了。但對(duì)于預(yù)構(gòu)建的庫(kù)，就需要設(shè)置，稍后會(huì)有詳細(xì)講解。

接下來我們?cè)谀Kmathlib的build.gradle中的defaultConfig{}中添加如下語(yǔ)句：

這里arguments是編譯參數(shù)，而targets則是相比于add_subdirectory更高權(quán)限的方法。一般來說可以把它刪去，即默認(rèn)構(gòu)建所有目標(biāo)。

然后在android{}最后添加如下語(yǔ)句，將CMakeLists.txt關(guān)聯(lián)起來。

C++庫(kù)已經(jīng)創(chuàng)建好了，接下來就要在主模塊中使用它了。為了使用自定義C++庫(kù)，我們需要一個(gè)中間人，它從Android本身的Java程序中獲取請(qǐng)求，然后使用我們的C++庫(kù)中的函數(shù)計(jì)算得到結(jié)果，并將數(shù)據(jù)傳回Android本身的Java程序中。創(chuàng)建一個(gè)中間文件native-math.cpp在app/CMakeLists.txt加上這個(gè)自定義庫(kù)的引用

在模塊app的局部build.gradle中，像之前一樣添加好對(duì)應(yīng)的語(yǔ)句：defaultConfig{}中：其中ndk指定abi平臺(tái)

ABI（Applicationbinaryinterface）應(yīng)用程序二進(jìn)制接口。不同的CPU與指令集的每種組合都有定義的ABI(應(yīng)用程序二進(jìn)制接口)，一段程序只有遵循這個(gè)接口規(guī)范才能在該CPU上運(yùn)行，所以同樣的程序代碼為了兼容多個(gè)不同的CPU，需要為不同的ABI構(gòu)建不同的庫(kù)文件。當(dāng)然對(duì)于CPU來說，不同的架構(gòu)并不意味著一定互不兼容。armeabi設(shè)備只兼容armeabi；

armeabi-v7a設(shè)備兼容armeabi-v7a、armeabi；

arm64-v8a設(shè)備兼容arm64-v8a、armeabi-v7a、armeabi；

X86設(shè)備兼容X86、armeabi；

X86_64設(shè)備兼容X86_64、X86、armeabi；

mips64設(shè)備兼容mips64、mips；

mips只兼容mips；

接著在src/main/java/*/MainActivity.java中的MainActivity類下面，加載庫(kù)，以及設(shè)置好對(duì)應(yīng)的方法聲明：然后就可以在onCreate方法中使用這個(gè)C++庫(kù)定義的函數(shù)，在Java中對(duì)應(yīng)的函數(shù)了

最后別忘了在項(xiàng)目中添加模塊的依賴關(guān)系才可以正常運(yùn)行這個(gè)AndroidApp。右鍵項(xiàng)目OpenCVTest，選擇OpenModuleSettings。選擇app->Dependencies，添加Moduledependency，選擇mathlib，確定即可添加OpenCV庫(kù)的支持導(dǎo)入OpenCV進(jìn)項(xiàng)目從OpenCV的官網(wǎng)將OpenCV4Android3.4下載下來，解壓到某個(gè)目錄。

點(diǎn)擊AndroidStudio的File->New->ImportModule，然后選擇路徑為OpenCV-android-sdk/sdk/java，確定。并在導(dǎo)入之后，修改build.gradle中的SDK版本。

在OpenModuleSettings中添加模塊的依賴關(guān)系，使app依賴openCVLibrary340。現(xiàn)在已經(jīng)可以在.java文件中看得到OpenCV的自動(dòng)補(bǔ)全了。配置OpenCV的C++預(yù)構(gòu)建庫(kù)把包含文件夾OpenCV-android-sdk/sdk/native/jni/include和預(yù)構(gòu)建庫(kù)文件夾OpenCV-android-sdk/sdk/native/libs也復(fù)制到項(xiàng)目的distribution中。由于之前已經(jīng)在添加C++庫(kù)時(shí)修改了app的build.gradle，所以這個(gè)步驟現(xiàn)在不需要再執(zhí)行了。由于OpenCV是預(yù)構(gòu)建庫(kù)，所以沒有編譯的過程，因此模塊openCVLibrary320中不需要添加CMakeLists.txt等。我們直接在app模塊中根目錄下的CMakeLists.txt導(dǎo)入OpenCV的庫(kù)即可。需要注意的是.so使用SHARED，.a使用STATIC。注意：預(yù)構(gòu)建庫(kù)：so文件和.a文件必須copy在src/main/jniLibs這個(gè)目錄，才