注意：本文操作環境爲mac，Android Studio版本3.5

前言

NDK全稱Native Development Kit，是Android的一個工具開發包，能夠快速開發C,C++的動態庫，並自動將so和應用打包成APK。而NDK的使用場景就是通過NDK在Android中使用JNI，那麼JNI又是啥呢？JNI全稱是Java Native Interface，即Java的本地接口，JNI可以使得Java與C，C++語言進行交互。這麼一來，通過NDK和JNI，就可以很方便的在Android的開發環境中使用c,c++的開源庫。

一、安裝和配置NDK

1.安裝NDK

可通過Android Studio下載和官網下載，下面爲Android Studio下載

打開Android Studio，點擊Android Studio->Preferences,搜索SDK，然後在SDK Tools中勾選LLDB，NDK，Cmke進行下載。其中LLDB是調試本地代碼的工具，可調試C++代碼
打開File->Project Structure，然後在SDK Location中配置NDK路徑，點擊右下角就會出現我們剛剛下載的NDK路徑，點擊Default NDK路徑即可，如果是在官網中下載的，可以根據自己下載的路徑進行配置

2.配置NDK環境

啓動終端，進入當前用戶的home目錄
```
cd ~(注意中間的空格)
```
創建.bash_profile（假如之前已經創建好了，執行這個命令行不會對原本的文件內容造成影響）
```
終端輸入：touch .bash_profile
```
查看、編輯.bash_profile

如果忘記了NDK的目錄，可以通過Android Studio的File->Project Structure中的NDK location查看
```
export NDK_ROOT=/Users/{你的用戶名}/Library/Android/sdk/ndk-bundle
export PATH=$PATH:$NDK_ROOT
```
保存然後關閉.bash_profile文件
更新剛配置的環境變量
```
終端輸入： source .bash_profile
```

重新打開終端，檢查是否配置成功（如果不成功，記得先關閉當前終端然後打開）

終端輸入： ndk-build

如果出現下列結果的即爲成功

Android NDK: Could not find application project directory !
Android NDK: Please define the NDK_PROJECT_PATH variable to point to it.

二、CMake的方式編譯生成so庫

1. Android Studio自動生成的示例

1.1 新建Native C++工程

在Android Studio新建一個Native C++的工程，然後填寫項目名，並選擇Toolchain Default使用默認的C++標準。

1.2 分析AS創建和添加的文件

當點擊Finish後，Android Studio會自動添加NDK開發相關的文件。cpp是AS幫我們自動生成的，裏面有兩個文件：

CMakeLists.text：構建腳本
Native-lib.cpp：示例C++源文件

另外還對MainActivity，build.gradle進行了一些改動。下面將分析這四個重要的文件

CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
# 這裏會把 native-lib.cpp轉換成共享庫，並命名爲 native-lib
add_library( # 庫的名字
        native-lib

        # 設置成共享庫
        SHARED

        # 庫的源文件(由於native-lib.app和CMakeLists.txt同處於一個包，因此可以直接寫文件名
        # 不然的話需要寫成src/main/cpp/native-lib.cpp)
        native-lib.cpp)

# 如果需要使用第三方庫，可以使用 find-library來找到
find_library( # so庫的變量路徑名字，在關聯的時候使用
        log-lib

        # 你需要關聯的so名字
        log)

# 通過link將源文件的庫和第三方庫添加進來
target_link_libraries( 
        # 源文件庫的名字
        native-lib

        # 添加第三方庫的變量名
        ${log-lib})

需要注意的是第三庫是路徑變量名，因此需要用${}方式引用

Native-lib.cpp

一看就是C++的代碼，這個方法的作用其實就是返回一個字符串“Hello from C++”。需要重點注意的是這個方法的命名格式，包名，類名，方法名其實就是在Java代碼中定義這個native方法stringFromJNI所在的包名和類名。

MainActivity

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    //加載so庫
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        
        TextView tv = findViewById(R.id.sample_text);
        //直接調用native方法
        tv.setText(stringFromJNI());
    }

    //native方法
    public native String stringFromJNI();
}

在這裏我們驗證了native-lib.cpp裏面方法的命名格式，在MainActivity確實有一個stringFromJNI的方法。在這裏我們首先需要加載so庫，so庫的名稱就是我們在CmakeList.txt定義的庫的名字。然後通過定義的native方法就可以調用C++層的Java_com_example_ndkdemo_MainActivity_stringFromJNI方法。

build.gradle

看到這，你可以先運行下，看看AS自動生成的JNI例子是否運行成功了。想必當你看到成功運行後是不是已經熱血沸騰，迫不及待的想自己嘗試下。並且一個so庫中不可能只有一個方法，因此接下來就讓我們照貓畫虎的添加自己編寫的c++文件。

2. 自己編寫的so庫

創建Java對應的加載類。在這裏我們不準備在MainActivity中加載.so庫，而是新建了一個JNI工具類來完成加載.so庫和聲明native方法的任務。然後將MainActivity中的native方法複製過來，並且新建了一個helloFromJNI的方法。另外爲了在新項目中使用該so庫，我們將so庫的名字更改爲hello,下面也會在CMakeList.txt中更改so庫的名稱。(可以發現下面的native方法是紅色的，這是因爲我們還沒有在C++層中實現這兩個方法)
添加需要的C/C++文件。我們直接在cpp中新建一個就行，cpp->右鍵->new->c/c++ source File。然後就可以命名一個c/c++文件了，並且勾選create an associated header，表示在創建才C/C++文件的同時會創建對應的頭文件。

(1) 編寫頭文件hello.h，你可以將頭文件看成Java的接口，在這裏我們需要聲明方法。
```
#ifndef NDKDEMO_HELLO_H
#define NDKDEMO_HELLO_H

//聲明接口
extern const char* helloWorld();
#endif //NDKDEMO_HELLO_H
```
(2) 然後在hello.cpp中實現這個頭文件，可以發現在這裏我們只是簡單的返回了一個hello world的字符串
```
#include "hello.h"
extern const char* helloWorld(){
    return "Hello World";
}
```

在native-lib中引入hello.h頭文件。這個操作跟Java中的導包有點類似，並且我們新建了一個在前面JniUtil中聲明的native方法，注意的是由於我們將加載so庫和聲明native方法都放到了JniUtil中，因此我們需要更改之前stringFromJNI的包名和方法名。

#include <jni.h>
#include <string>
#include "hello.h"

extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_example_ndkdemo_util_JniUtil_stringFromJNI(
        JNIEnv *env,
        jobject /* this */) {
    std::string hello = "Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());
}


extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_example_ndkdemo_util_JniUtil_helloFromJNI(
        JNIEnv *env,
        jobject /* this */) {
    std::string helloStr = helloWorld();
    return env->NewStringUTF(helloStr.c_str());
}

CMakeList.txt中加入hello.cpp的路徑添加

這裏需要注意的是，如果是多次使用add_library，則會生成多個so庫。在這裏我們只是將多個本地文件編譯到一個so庫中，因此只需要在原本的add_library中添加hello的相對路徑。並且爲了方便在新項目中使用該so庫，在這裏我將之前native-lib的名字改成了hello。因此生成so庫的時候也會生成libhello.so文件（生成so庫的時候會自動加上lib的前綴）

在MainActivity中使用調用JniUtil中的native方法

public class MainActivity extends AppCompatActivity {


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

        TextView tv = findViewById(R.id.sample_text);
        //直接調用native方法
        tv.setText(JniUtil.helloFromJNI());
    }
}

運行項目
查看so庫。在app->intermediates->cmake中就會生成對應類型的so庫，因爲生成so庫的時候會自動加上lib的前綴。

三、使用CMake引入第三方so庫

通常情況下，引入第三方.so庫會有兩種場景：

JNI規範的so。比如返回的是JNI直接支持的類型，比如說上述NdkDemo中的native-lib.cpp中的兩個方法。
只提供.so庫和頭文件。第三方共享.so庫一般情況下只提供.so文件和頭文件，就是沒有將C++文件直接暴露給JAVA層，也沒有編寫JNI方法的C++文件，比如上述的hello.cpp，這個C++文件中的方法並不是JNI直接支持的類型。

在實際開發中，更常見的是第二種場景。兩種場景的引入方法不同，第一種可以直接引入第三方so庫，而第二種需要引入自己的so庫，然後將自己的so庫與第三方so庫和頭文件進行相關聯。接下來我們就來分析這兩種引入方式。

1. 引入JNI規範的so

新建一個普通的Android項目。引入JNI規範的.so庫並不需要Native C++類型的項目。
在main中新建一個jniLibs。我們在app->src->main中新建立一個jniLibs，然後將上面生成的libhello.so文件拷貝過來，這裏我們直接將上面cmake->debug->obj中的四個文件夾都拷貝過來
新建一個JniUtil類。注意包名和類名都要跟引入so庫中的暴露的JNI方法中的一致，接着就是加載hello這個so庫，然後聲明native方法，這個native方法就是hello.so庫中暴露的JNI方法。其實你會發現這個JniUtil中的代碼跟上述的NdkDemo中的是一樣的。

在MainActivity中使用JniUtil中的native方法

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        TextView tv = findViewById(R.id.tv);
        //調用native方法
        tv.setText(JniUtil.helloFromJNI() + " & "+JniUtil.stringFromJNI());
    }
}

運行項目

可以發現引入JNI規範的.so庫是很簡單的，因爲我們知道hello.so庫中接口方法的命名方式，不用CMake,不用編寫C++文件，直接在JniUtil中聲明native方法，然後運行即可。

2. 引入第三方so庫和頭文件

這裏我們使用場景就是，在Java層中要調用hello.so庫中hello.cpp中的helloWorld方法

新建一個Native C++工程。

因爲引入這種類型的so庫，我們需要創建自己的so文件，然後在自己的so文件裏再調用第三方so，最後在Java層中調用自己的so，因此需要進行NDK開發。而上面我們已經分析了新建Native C++工程AS幫我們建立和修改的文件，因此如果你想在原有的項目中進行NDK開發的話，其實就是自己手動增加和修改這些文件即可。
新增文件夾，用來存放要導入的第三方so庫以及頭文件。主要是在cpp文件中新建include文件和在main中新建jniLibs，然後將第三方的頭文件放在include中，第三方so庫放入jniLibs中。

配置CMakeLists.txt。我們需要關聯第三方頭文件到native-lib,並配置好第三方so庫以及頭文件導入的路徑。這裏需要注意的是set_target_properties這裏配置的so庫目錄，你可以利用message打印，so庫的路徑是否正確，CMAKE_SOURCE_DIR代表着CMakeLists.txt的路徑，由於我的CMakeLists.txt在cpp中，因此需要加上/…進行回退到上一級的main目錄，然後配置libhello.so的相對路徑。

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

# 利用這個打印路徑
message("******************************************************************")
message("CMAKE_SOURCE_DIR=${CMAKE_SOURCE_DIR}")
message("******************************************************************")
# 這裏會把 native-lib.cpp轉換成共享庫，並命名爲 native-lib
add_library( # 庫的名字
        native-lib

        # 設置成共享庫
        SHARED

        # 庫的源文件(由於native-lib.app和CMakeLists.txt同處於一個包，因此可以直接寫文件名
        # 不然的話需要寫成src/main/cpp/native-lib.cpp)

        native-lib.cpp)

# 如果需要使用第三方庫，可以使用 find-library來找到
find_library( # so庫的變量路徑名字，在關聯的時候使用
        log-lib

        # 你需要關聯的so名字
        log)

#將native-lib關聯到第三方庫頭文件
#由於我的inclue目錄與CMakeList都在cpp目錄，因此可以直接寫include,否則需要寫相對目錄
include_directories(include)
#導入第三庫，不同到第三方庫需要分開導入，因爲有4個so庫需要導入，因此需要4次
add_library(hello SHARED IMPORTED)
#設置導入第三庫名稱，目標位置
set_target_properties(hello
        PROPERTIES IMPORTED_LOCATION
        ${CMAKE_SOURCE_DIR}/../jnilibs/${ANDROID_ABI}/libhello.so)

# 通過link將源文件的庫和第三方庫添加進來
target_link_libraries(
        # 源文件庫的名字
        native-lib
        #第三方庫的名稱
        hello

        # 添加第三方庫的變量名
        ${log-lib})

新建JniUtil用於加載so庫和聲明native方法。在引入JNI規範的so庫時，我們特別強調了該類要與hello.so庫中的JniUtil包名，類名要一致。而在這裏並不需要，因爲在這裏我們並不是引入hello.so庫，而是引入自己的so庫（native-lib），我們只是爲了方便管理，然後取JniUtil。
在native-lib.cpp中引入第三方頭文件（hello.h）。在這裏我們引入了hello.h的頭文件，然後實現了對外的JNI方法，在該方法中我們引用了第三方庫中的hello.cpp中的helloWorld方法，而這也就是我們引入第三方so庫和頭文件的最終目的。

注意：JNI方法的包名，類名，方法名與上面的JniUtil一致
```
#include <jni.h>
#include <string>
#include "hello.h"


extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_example_jnidemo_util_JniUtil_helloFromJNI(
        JNIEnv *env,
        jobject /* this */) {
    std::string helloStr = helloWorld();
    return env->NewStringUTF(helloStr.c_str());
}
```
在MainActivity中引用JniUtil中的native方法
運行項目。你就能發現神奇的HelloWorld

四、踩坑

在引入JNI規範的.so庫時一定要記得包名，類名要和引入的so庫中的一致，不然運行時會報No implementation found for java.lang.String com.example…之類的錯誤，然後閃退
在引入第三so庫的時候，如果你將so庫放在src/main/jniLibs時，可以不在項目的build.gradle中配置so庫路徑，因爲AS默認加載so庫的路徑就是src/main/jniLibs。但是如果放在其他地方的時候，或者不取名jniLibs時，比如我們放在了src/main/jniLib,這時候就得在build.gradle中配置，如下
引入第二種so庫和頭文件中配置CMakeList.txt的時候，我們會通過set_target_properties來設置目標so庫的路徑，網上大部分的教程配置的路徑都是：${CMAKE_SOURCE_DIR}/jnilibs/${ANDROID_ABI}/so庫完整名字.so，但其實是要看具體情況的，如果你編譯或運行的時候出現了類似下面這種的錯誤，那麼大概率是由於so庫的路徑配置錯誤導致的。
```
 'F:/Android/JNIDemo/app/src/main/cpp/jnilibs/armeabi-v7a/libhello.so', needed by 'F:/Android/JNIDemo/app/build/intermediates/cmake/debug/obj/armeabi-v7a/libnative-lib.so', missing and no known rule to make it
```
這時候我們可以利用message來打印${CMAKE_SOURCE_DIR}/jnilibs/${ANDROID_ABI}/so庫完整名字.so這個路徑，然後對比一下你引入第三方so庫的位置，就可以進行判斷是否路徑配置錯誤。

添加打印信息後我們進行編譯，如果編譯錯誤的話，應該能夠在build中看到打印的message信息，如果看不到的話，可以查看app->.cxx->cmake->debug->隨便一個機型->build_output.txt中的打印信息，然後對比你引入第三方庫的位置。因爲我的jnilibs是放在main層,所以這個路徑明顯是錯誤的，因此需要在${CMAKE_SOURCE_DIR}加上/…進行回退一個目錄，即最終的目錄應該爲${CMAKE_SOURCE_DIR}/../jnilibs/${ANDROID_ABI}/libhello.so

如果你確定你的路徑配置沒有錯誤，那麼你也可以看看報錯的so庫位置，也有可能是因爲你運行的環境缺少了相關的機型，比如在虛擬機中運行需要x86的環境，而你引入so庫的時候沒有將x86的so庫導進來，或者是說你的手機運行需要arm64-v8a或armeabi-v7a的環境，但是你沒有引入對應的環境，也有可能missing and no known rule to make it的錯誤，所以最好是將所有機型的so庫文件拷貝過來。

總結

自己是NDK開發和C++的小白，所以整個過程下來感覺收穫很多。從安裝到使用NDK開發，一路上下來也踩了不少的坑，所以想記錄這整個過程，如果有錯誤的還請大家多多包涵，同時也歡迎大家指出錯誤。

參考博客：

Android：JNI 與 NDK到底是什麼？（含實例教學）

Android studio中NDK開發（二）——使用CMake引入第三方so庫及頭文件

小白初用Android studio的cMake編譯生成.so庫並調用

Android Studio 簡單生成so文件並調用

android中調用共享庫.so的幾種方法

Android之NDK開發入門

前言

一、安裝和配置NDK

1.安裝NDK

2.配置NDK環境

二、CMake的方式編譯生成so庫

1. Android Studio自動生成的示例

1.1 新建Native C++工程

1.2 分析AS創建和添加的文件

2. 自己編寫的so庫

三、使用CMake引入第三方so庫

1. 引入JNI規範的so

2. 引入第三方so庫和頭文件

四、踩坑

總結

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