使用NDK编写的本地代码具有高性能等特性，在游戏、图形处理等领域有广泛应用，下面介绍如何手动搭建一个纯C++版的Android项目，通过该项目可以理解Android的项目结构。
一、创建settings.gradle
Android项目是基于Gradle构建的，首先得有settings.gradle文件，正常情况下该文件主要用于配置子模块，但是这里没有子模块，只配置了插件管理和依赖的远程仓库，内容如下：
pluginManagement {
repositories {
gradlePluginPortal()
google()
mavenCentral()
}
}
dependencyResolutionManagement {
repositoriesMode.set(RepositoriesMode.FAIL_ON_PROJECT_REPOS)
repositories {
google()
mavenCentral()
}
}
二、创建build.gradle
build.gradle 是Gradle的构建脚本,它用于定义项目的构建配置和依赖关系，可以指定项目的编译版本、依赖库、插件等信息,以及定义构建任务和构建流程。本示例的build.gradle内容如下。
plugins {
id 'com.android.application' version '7.2.2'
}
android {
compileSdk 29
ndkVersion "25.1.8937393"
buildToolsVersion = "30.0.3"
namespace 'com.sino.nativesample'
defaultConfig {
applicationId "com.sino.nativesample"
minSdkVersion 28 // for Vulkan, need at least 24
versionCode 1
versionName "1.0"
externalNativeBuild {
cmake {
cppFlags '-std=c++17'
arguments "-DANDROID_STL=c++_shared"
abiFilters 'armeabi-v7a', 'arm64-v8a'
}
}
}
sourceSets {
main {
manifest.srcFile 'AndroidManifest.xml'
res.srcDir 'res'
}
}
buildTypes {
release {
minifyEnabled false
}
}
externalNativeBuild {
cmake {
path "CMakeLists.txt"
}
}
}build.gradle主要内容如下：
1、使用插件com.android.application构建Android应用程序。
2、配置Android应用的构建信息，这里的信息大部分与Android Studio自动生成的信息，不一样的是sourceSets用于指定AndroidManifest.xml文件和resource目录，这里分别使用根目录的AndroidManifest.xml和res目录。
3、本示例使用使用C++语言开发，在externalNativeBuild指定CMakeLists.txt文件路径，这里使用根目录的CMakeLists.txt。
三、创建AndroidManifest.xml
AndroidManifest.xml用于配置项目的权限及组件，本示例的AndroidManifest.xml包含的内容如下。
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:installLocation="auto"
android:versionCode="1"
android:versionName="1.0">
<application
android:allowBackup="true"
android:hasCode="false"
android:icon="@mipmap/ic_launcher"
android:label="@string/app_name"
android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher">
<activity
android:name="android.app.NativeActivity"
android:configChanges="screenSize|screenLayout|orientation|keyboardHidden|keyboard|navigation|uiMode|density"
android:excludeFromRecents="false"
android:launchMode="singleTask"
android:resizeableActivity="false"
android:screenOrientation="landscape"
android:theme="@android:style/Theme.Black.NoTitleBar.Fullscreen"
android:exported="true"
tools:ignore="NonResizeableActivity">
<!-- Tell NativeActivity the name of the .so -->
<meta-data
android:name="android.app.lib_name"
android:value="native" />
<intent-filter>
<action android:name="android.intent.action.MAIN" />
<category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
</intent-filter>
</activity>
</application>
</manifest>
AndroidManifest.xml主要内容解析如下。
1、在application标签中，指定了应用的名称和图标，这些信息依赖于res资源目录。
2、声明Activity组件，这里使用NativeActivity，这是框架提供的Activity，能直接于Native层交互，有了该Activity后，就可以不用在项目中自定义其它Activity了。NativeActivity需要指定加载Native层的库，需要在标签lib_name指定库名称，这里使用"native"作为库名称。
四、创建CMakeLists.txt
定义Activity后，接下来是为它生成对应的库文件，库文件由CMakeLists.txt构建，内容如下。
cmake_minimum_required(VERSION 3.18.1)
# Declares and names the project.
project("Native")
option(ENABLE_ASAN "enable address sanitizer" ON)
add_definitions(-DXR_USE_PLATFORM_ANDROID
-DXR_OS_ANDROID
-D__ANDROID__
) #define macro
set(CXX_STANDARD "-std=c++17")
if (MSVC)
set(CXX_STANDARD "/std:c++latest")
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} ${CXX_STANDARD} /W0 /Zc:__cplusplus")
else()
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} ${CXX_STANDARD} -fstrict-aliasing -Wno-unknown-pragmas -Wno-unused-function -Wno-deprecated-declarations")
endif()
include_directories(${ANDROID_NDK}/sources/android/native_app_glue)
add_library(native SHARED main.cpp
${ANDROID_NDK}/sources/android/native_app_glue/android_native_app_glue.c)
#android
set(CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS
"${CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS} -u ANativeActivity_onCreate"
)
#link all the module
target_link_libraries(
native PRIVATE
android log)在add_library指定库名称为native，正好于NativeActivity的lib_name对应起来，源文件为main.cpp，android_native_app_glue.c是NDK提供的文件，封装了NativeActivity的回调函数，main.cpp正是基于这些回调进行开发。
五、程序开发
在main.cpp中可以开始基于C++进行程序开发了，这里的main.cpp的主要内容如下。
#include <android_native_app_glue.h>
#include <jni.h>
#include <exception>
#include <android/log.h>
#define LOG_TAG "Native"
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
struct AndroidAppState {
ANativeWindow* NativeWindow = nullptr;
bool Resumed = false;
};
static void handleAppCmd(struct android_app* app, int32_t cmd) {
AndroidAppState* appState = (AndroidAppState*)app->userData;
switch (cmd) {
case APP_CMD_START: {
break;
}
case APP_CMD_RESUME: {
appState->Resumed = true;
break;
}
case APP_CMD_PAUSE: {
appState->Resumed = false;
break;
}
case APP_CMD_STOP: {
break;
}
case APP_CMD_DESTROY: {
appState->NativeWindow = NULL;
break;
}
case APP_CMD_INIT_WINDOW: {
appState->NativeWindow = app->window;
break;
}
case APP_CMD_TERM_WINDOW: {
appState->NativeWindow = NULL;
break;
}
}
}
static int32_t handleInputEvent(struct android_app* app, AInputEvent* event)
{
LOGI("android_main handleInputEvent");
if(AInputEvent_getType(event) == AINPUT_EVENT_TYPE_MOTION
&& AInputEvent_getSource(event) == AINPUT_SOURCE_TOUCHSCREEN){
int32_t action = AMotionEvent_getAction(event);
float x = AMotionEvent_getX(event,0);
float y = AMotionEvent_getY(event,0);
switch(action){
case AMOTION_EVENT_ACTION_DOWN:
LOGI("android_main AMOTION_EVENT_ACTION_DOWN (x %f, y %f)", x,y);
break;
case AMOTION_EVENT_ACTION_MOVE:
LOGI("android_main AMOTION_EVENT_ACTION_MOVE");
break;
case AMOTION_EVENT_ACTION_UP:
LOGI("android_main AMOTION_EVENT_ACTION_UP");
break;
default:
break;
}
}
return 0;
}
void android_main(struct android_app* app)
{
LOGI("android_main");
try {
JNIEnv* Env;
app->activity->vm->AttachCurrentThread(&Env, nullptr);
JavaVM *vm;
Env->GetJavaVM(&vm);
AndroidAppState appState = {};
app->userData = &appState;
app->onAppCmd = handleAppCmd;
app->onInputEvent = handleInputEvent;
while (app->destroyRequested == 0) {
for (;;) {
int events;
struct android_poll_source *source;
const int timeoutMilliseconds =
(!appState.Resumed &&
app->destroyRequested == 0) ? -1 : 0;
if (ALooper_pollAll(timeoutMilliseconds, nullptr, &events, (void **) &source) < 0) {
break;
}
if (source != nullptr) {
source->process(app, source);
}
}
if(appState.NativeWindow != nullptr){
ANativeWindow_setBuffersGeometry(appState.NativeWindow, 100, 100, WINDOW_FORMAT_RGBA_8888);
ANativeWindow_Buffer buffer;
if (ANativeWindow_lock(appState.NativeWindow, &buffer, nullptr) == 0) {
uint32_t* bits = static_cast<uint32_t*>(buffer.bits);
for (int i = 0; i < buffer.stride * buffer.height; i++) {
bits[i] = 0xFFFFFFFF;//ABGR
}
ANativeWindow_unlockAndPost(appState.NativeWindow);
}
}
LOGI("android_main loop");//why is 16
//handle
}
app->activity->vm->DetachCurrentThread();
} catch (const std::exception& ex) {
LOGE("%s",ex.what());
} catch (...) {
LOGE("Unknow Error");
}
}
main.cpp的主要方法如下：
1、android_main是入口函数，在该函数中主要定义循环，在循环中处理程序的核心流程。
2、handleAppCmd处理Activity的回调事件
3、handleInputEvent处理输入事件。
六、准备构建工具
上面的文件准备好以后，下一步是准备构建工具，到Android Studio的工程中把gradle目录、gradle.properties、gradlew、gradlew.bat拷贝到当前工程的根目录，就可以使用gradlew命令构建工程了
七、构建工程
本机已经准备好Android开发环境的情况下，在命令窗口切换到工程根目录，使用命令gradlew.bat assemble即可生成可以运行的apk
八、执行效果
通过脚本构建得到apk后，安装到设备上即可在桌面上显示应用图标，点击图标可启动应用，下面是在模拟器上运行的效果，如下图所示。
在图中显示的是白色背景，这是由于在循环中对窗口的图形缓存的每个像素点都赋值为白色，bits[i] = 0xFFFFFFFF;//ABGR
九、完整工程路径
本示例的工程已上传到github，链接如下。
示例工程地址
上面是手动搭建的工程地址，下面是通过Android Studio生成的工程，也是基于NativeActivity
Android Studio自动生成的工程
本示例是一个基础工程，后续介绍的示例大部分基于上面的工程扩展而来。
