Android 编译和链接动态库的步骤指南

在 Android 开发中，动态库（.so 文件）是非常重要的组成部分。学习如何编译和链接动态库对于提高应用性能和实现某些功能非常有帮助。本文将详细阐述编译和链接 Android 动态库的流程，并逐步解释每个步骤中需要做的事情。

编译和链接动态库的流程

首先，我们可以将编译和链接动态库的步骤概括为以下表格：

步骤 描述
1 创建 Android 项目
2 编写动态库代码
3 配置 CMake 或 ndk-build
4 编译动态库
5 加载和使用动态库

步骤详解

1. 创建 Android 项目

打开 Android Studio，创建一个新的项目。在项目类型中选择“Native C++”，这样会自动为你准备一个可以使用 C++ 的项目结构。

2. 编写动态库代码

在项目的 cpp 文件夹下，创建一个新的 C++ 源文件，例如 native-lib.cpp，并编写以下代码：

#include <jni.h>

// 示例函数：返回一个字符串
extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_example_myapp_MainActivity_stringFromJNI(JNIEnv *env, jobject /* this */) {
    return env->NewStringUTF("Hello from C++");
}
  • extern "C": 使得函数按照 C 风格命名，以便 Java 可以正确调用。
  • JNIEXPORT: 指定这个函数是 JNI 的接口函数。
  • jstring: C++ 和 Java 之间的字符串类型互转。

3. 配置 CMake 或 ndk-build

在项目的根目录下，你会看到 CMakeLists.txt 文件。在其中添加编译动态库的相关设置：

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

# 指定源文件
add_library( # Sets the name of the library.
              native-lib

              # Sets the library as a shared library.
              SHARED

              # Provides a relative path to your source file(s).
              native-lib.cpp )

# 查找日志库
find_library( # Sets the name of the path variable.
              log-lib

              # Specifies the name of the log library.
              log )

# 需要链接的库
target_link_libraries( # Specifies the target library.
                       native-lib

                       # Links the target library to the log library
                       ${log-lib} )
  • add_library: 声明一个新的动态库。
  • find_library: 查找所需的日志库以便可用。
  • target_link_libraries: 指定你的库依赖的其他库。

4. 编译动态库

在 Android Studio 中，通过菜单执行 Build -> Make Project。这个步骤会调用 CMake 编译器，生成动态库文件（.so）并将其位置指定到正确的目录（通常是 app/build/intermediates/cmake/debug/）。

5. 加载和使用动态库

在你的 Java/Kotlin 代码中加载并使用刚刚编译好的动态库，在 MainActivity.java 中添加如下代码：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    // 加载库
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }

    // 声明本地方法
    public native String stringFromJNI();

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        
        // 调用本地方法并显示返回结果
        TextView textView = findViewById(R.id.sample_text);
        textView.setText(stringFromJNI());
    }
}
  • System.loadLibrary("native-lib"): 加载之前编译的动态库。
  • public native String stringFromJNI(): 声明一个本地方法，与 C++ 中的方法对应。

流程序列图

以下是动态库编译和链接整个过程的序列图，展示了不同步骤之间的关系：

sequenceDiagram
    participant Dev as 开发者
    participant AS as Android Studio
    participant CMake as CMake
    participant Device as 设备

    Dev->>AS: 创建项目
    AS->>CMake: 生成项目文件
    Dev->>CMake: 编写动态库代码
    CMake->>CMake: 编译动态库
    CMake->>Device: 将库加载到设备
    Dev->>Device: 调用动态库方法

结论

通过以上步骤，我们成功地创建、编译和使用了一个 Android 动态库。掌握这个流程为进一步深入 Android 开发打下了基础。在未来的项目中，合理利用动态库，将有助于提升应用性能和功能的扩展性。若有任何问题，欢迎随时交流和询问！