7 days of WordPress plugins, themes & templates - for free!* Unlimited asset downloads! Start 7-Day Free Trial
Advertisement
  1. Code
  2. Android SDK

Как начать работу с Native Development Kit от Android

Scroll to top
Read Time: 6 mins

Russian (Pусский) translation by Anna k.Ivanova (you can also view the original English article)

С запуском Android Studio 2.2 разработка приложений для Android, содержащих код на C ++, стала проще, чем когда-либо. В этом уроке я покажу вам, как использовать набор Native Development Kit для Android, который обычно называют NDK, для создания собственной библиотеки C ++, функции которой доступны для классов Java.

Предпосылки

Чтобы иметь возможность следовать этому руководству, вам понадобится следующее:

  • последняя версия Android Studio
  • базовое понимание синтаксиса C ++

1. Зачем писать собственный код?

Как правило, вы должны разработать приложение для Android, используя только Java. Добавление кода на C ++ значительно увеличивает его сложность и снижает его переносимость. Тем не менее, вот несколько причин, по которым вы все равно хотите это сделать:

  • Чтобы максимизировать производительность: вы можете повысить производительность приложения для Android, хотя и незначительно, путем внедрения части бизнес-логики на процессоре на C ++.
  • Для использования высокопроизводительных API-интерфейсов: реализация спецификаций API, таких как Vulkan Graphics и OpenSL ES, является частью NDK. Поэтому разработчики Android-игр, как правило, используют NDK.
  • Использовать популярные библиотеки C / C ++: существует множество библиотек C и C ++, которые не имеют эквивалентов Java. Если вы хотите работать с ними в своем приложении для Android, использование NDK - это ваше решение.
  • Повторное использование кода: до тех пор, пока код, написанный на C ++, не содержит зависимостей от конкретной платформы, он может использоваться как в приложениях Android, так и в iOS, как правило, с минимальными изменениями. Если вы разрабатываете большое приложение и собираетесь поддерживать как платформы iOS, так и Android, использование C ++ может повысить вашу производительность.

2. Создание нового проекта

В Android Studio 2.2 или выше мастер создания проектов позволяет быстро создавать новые проекты, поддерживающие код на C ++.

Начните с запуска Android Studio и нажмите кнопку Start a new Android Studio project на экране приветствия. На следующем экране дайте вашему приложению осмысленное имя и проверьте поле Include C ++ Support.

Project configuration screenProject configuration screenProject configuration screen

На экране создания активности мастера выберите параметр Add No Activity. На последнем экране мастера убедитесь, что для значения поля C ++ Standard установлено значение Toolchain Default и нажмите кнопку Finish.

Toolchain selection screenToolchain selection screenToolchain selection screen

Android NDK и инструменты, от которых он зависит, по умолчанию не установлены. Поэтому, как только проект будет сгенерирован, вы увидите ошибку, которая выглядит так:

No NDK found errorNo NDK found errorNo NDK found error

Чтобы исправить ошибку, откройте Tools > Android > SDK Manager и перейдите на вкладку SDK Tools.

В списке доступных инструментов разработчика выберите CMake и NDK и нажмите кнопку Apply.

SDK Tools DialogSDK Tools DialogSDK Tools Dialog

После завершения установки перезапустите Android Studio.

3. Создание собственной библиотеки

Проект Android Studio, который поддерживает C ++, имеет дополнительный каталог исходного кода cpp. Как вы могли догадаться, все файлы и библиотеки C ++ должны быть размещены внутри него. По умолчанию в каталоге есть файл native-lib.cpp. Пока что мы напишем весь наш код на C ++ внутри него.

В этом уроке мы создадим простую нативную библиотеку, содержащую функцию, которая вычисляет площадь круга с помощью формулы πr². Функция примет радиус круга как jdouble и вернет площадь как jstring.

Начните с добавления в файл директив include:

jni.h - это заголовочный файл, содержащий несколько макроопределений, типов, структур и функций, которые незаменимы при работе с NDK. (JNI означает Java Native Interface, и это среда, которая позволяет Java Runtime взаимодействовать с собственным кодом.) Заголовочный файл string необходим, потому что мы будем использовать тип jstring в нашей библиотеке. Заголовочный файл math.h содержит значение π.

По умолчанию для поддержки полиморфизма компилятор C ++ модифицирует имена всех функций, которые вы определяете в своем коде. Эта функция часто упоминается как изменение имени. Из-за манипуляции с именем вызов ваших функций C ++ из кода Java приведет к ошибкам. Чтобы избежать ошибок, вы можете отключить управление именами, указав свои функции внутри блока extern "C".

Имена функций C ++, доступные через JNI, должны иметь следующий формат:

  • Они должны иметь префикс Java_.
  • Они должны содержать искаженную форму имени пакета, где точки заменяются символами подчеркивания.
  • Они должны содержать имя класса Java, к которому они принадлежат.

Кроме того, вы должны указать видимость функции. Вы можете сделать это, используя макрос JNIEXPORT. По соглашению, большинство разработчиков также включают макрос JNICALL в определении функции, хотя в настоящее время он не служит никакой цели в Android.

Следующий код определяет функцию, называемую calculateArea, к которой можно получить доступ из класса Java, называемого MainActivity:

Обратите внимание, что помимо радиуса функция также принимает тип JNIEnv, который имеет функции утилиты, которые вы можете использовать для обработки типов Java, и экземпляр jobject, который является ссылкой на экземпляр MainActivity. Мы, конечно, будем создавать MainActivity позже в этом уроке.

Вычисление площади очень просто. Все, что вам нужно сделать, это умножить макрос M_PI на квадрат radius.

Просто чтобы вы знали, как обрабатывать строки при работе с JNI, давайте теперь создадим новую строку, содержащую сообщение о том, что такое площадь. Для этого вы можете использовать функцию sprintf().

Поскольку Java не может напрямую обрабатывать массив символов C ++, возвращаемый тип нашей функции - jstring. Чтобы преобразовать массив output в объект jstring, вы должны использовать функцию NewStringUTF().

На этом этапе наш код на C ++ готов.

4. Использование нативной библиотеки

На предыдущем шаге вы видели, что функция calculateArea() должна принадлежать классу Java MainActivity. Начните создавать класс, щелкнув правой кнопкой мыши имя вашего Java-пакета и выбрав File > New > Empty Activity.

В появившемся диалоговом окне назовите действие MainActivity. Убедившись, что опция Launcher Activity отмечена, нажмите кнопку Finish.

Create a new launcher activityCreate a new launcher activityCreate a new launcher activity

Перед тем, как его можно будет использовать, необходимо загрузить собственную библиотеку. Поэтому добавьте в класс static блок и загрузите библиотеку с помощью метода loadLibrary() класса System.

Чтобы иметь возможность использовать С++ функцию calculateArea()  внутри действия, вы должны объявить ее как native метод.

Теперь вы можете использовать метод calculateArea(), как любой обычный метод Java. Например, вы можете добавить следующий код к методу onCreate() для вычисления и печати области круга с радиусом 5,5:

Если вы запустите приложение, вы сможете увидеть следующий вывод в окне logcat:

Output in logcatOutput in logcatOutput in logcat

Заключение

В этом уроке вы узнали, как создать собственную C ++-библиотеку и использовать ее в приложении для Android. Стоит отметить, что собственный процесс сборки по умолчанию генерирует отдельный .so-файл для каждой архитектуры процессора, поддерживаемой NDK. Поэтому вы можете быть уверены, что ваше приложение будет работать на большинстве Android-устройств без каких-либо проблем.

Чтобы узнать больше об Android NDK, я предлагаю вам обратиться к руководству NDK.

И ознакомьтесь с некоторыми нашими другими учебниками и курсами по разработке Android!

Advertisement
Did you find this post useful?
Want a weekly email summary?
Subscribe below and we’ll send you a weekly email summary of all new Code tutorials. Never miss out on learning about the next big thing.
Looking for something to help kick start your next project?
Envato Market has a range of items for sale to help get you started.