Android上的Native以及JNI开发(1)

最近在Android上开发，主要是将以前Win32以及Windows Mobile上的一些程序库移植到Andriod，并在Java层封装二次开发接口。

虽然Google封装的很彻底，但是Android毕竟是一个Linux系统，Linux相关的很多东西在Android的Native开发中是绕不开的。我一直很懒得碰Linux，多么麻烦啊……当时vista出来没多久，听说ubuntu界面是如何如何华丽blabla的，远不是以前的什么红帽红旗Linux可比，于是第一次装ubuntu，是8.04，其不支持我笔记本的HD2400显卡……后来听说它支持了，于是我装了11.04，可惜此时换了一个新本，它又不支持我的nvidia/i5显卡切换……

前几年真正深入研究使用过的主要是ASP.NET平台和VC这两个环境中的技术。现在托管界中说会.NET就和说会算1+1差不多，连欧美写书的大师们都说.NET程序员整体水平是比Java低……他们怎么就断定学.NET的必定都是拖控件流？……于是别人问我，我就说我写C++的……当然最近确实一直写C++

我发现Android上关于Native开发以及封装的讨论很少，因此边做边总结一些东西。Android NDK和SDK的安装使用、Native开发方法、Android上的JNI等基本的东西已经有好多人写过了好多东西，不再提了，在此主要讨论完全会写Hello Word之后，下一步遇到的各种问题和解决方法。

1. 从 VC 到 Android Native C++的一些改变

函数库、语言相关的东西就不说了，看过C/C++各种开源库源代码的人都知道跨平台对代码的要求，各种宏判断，平台无关性的函数封装，字节对齐，大端小端的处理，我觉得SQLite的VFS是一段多么美丽的跨平台代码……就是写的挺麻烦。

主要提一下编译方面的异同

1.Windows下的DLL为了导出函数，或者要写def文件，或者用丑陋的__declspec(dllexport)。Linux下并不需要类似的机制，默认情况下所有符号都是导出的，而且也不需要.lib这类东西，你可以直接链接一个so，通过头文件定义使用里面的类或函数。

2.Android的应用开发（即不理Android源代码）中，Native编译主要有两种方式：1）使用NDK的ndk-build  2) 使用NDK安装Android GCC工具链，自己写makefile。

VC下估计用nmake编译C++的人不多吧，VC总是智能的编译工程里的所有.cpp，傻瓜式的IDE。NDK提供的这两种编译方式相关的问题之后一点点的总结。

3.Android为了保证后续版本的兼容性，在NDK中仅提供极少数的稳定C++ API，真的是够少的，不过好歹Linux标准C函数和标准的C++库已经基本完备了。除了C函数和STL你还有更多要求？自己编译吧...

4.调试真是一大难，Windows下GDB连接调试只成功过一次，剩下的都莫名其妙的卡死了。暂时先用日志吧，反正也还算方便，因为是移植在Win32和WM上已经正常跑的库，所以需要调试的东西不是很多。

2. Android.mk 与 Application.mk

NDK下的那几页帮助文档是必看的，整个NDK就那么几页文档再不看，光想上网搜搜入门教程是不行滴。

写Android.mk的时候还是遇到了几个小陷阱的。

1. 路径问题。各种mk下千万不要写/cygdrive/....这样的路径。Win下开发Android，NDK是要求使用cygwin的。但是最终运行的编译器gcc之类的还是.exe的Windows程序。mk里还是要写Windows路径的，可以接受的形式诸如 /C:/NDK/xxxxx 或直接 C:/NDK/xxx，注意斜杠的方向

2.LOCAL_PATH := $(call my-dir)这句，陷阱。所以说一定要仔细看那几页文档。$(call my-dir)返回得实际不是【当前mk文件的路径】，而是【最后打开的mk文件的路径】，如下就会出错的

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(PROJECT_PATH)/prebuilt.mk

.........

这样用的时候，LOCAL_PATH可能在prebuilt.mk中被改写

include $(PROJECT_PATH)/prebuilt.mk

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

.........

这样用的时候，LOCAL_PATH实际获得的是prebuilt.mk的路径

mk实际是makefile的一部分，可以参考NDK里面自带的一些库的Android.mk，其实写法很灵活的

3. 注意使用ndk-build时，ndk-build直接找 jni/Android.mk，所有在此mk中包含的mk也会被加入，但是编译并不是发生在$(BUILD_SHARED_LIBRARY)这句执行时，这句只是记一下一会儿要编译这个库。一直到所有mk执行完，ndk-build才开始编译各个库，所以想在mk中加入拷贝编译好的库到指定位置等指令的想法只是在做梦，好吧我就做过这个梦，不过最终还是另写编译脚本完成

3. 中文编码问题

NDK上的中文编码问题绝对是一个大老虎，至少比纸老虎强一点，皮纸老虎吧……

实际上不用强调”中文“编码，这就是单纯的不同字符集转换问题。

首先，Android2.2以前不支持wchar_t，好吧现在的确支持wchar_t了，不过这又如何，GCC下wchar_t是坑爹的4字节，不是2字节！怪不得你看各种开源库各种不使用wchar_t，人家都直接用void*或者unsigned short。JNI中的jchar也是unsigned short，所以wchar_t纯粹就是坑爹用的。

虽然可以用编译指令-fshort-wchar强制wchar_t使用2字节，不过这样与其他库链接的时候就会收到无数的警告……除非你保证你遇到的所有库（包括C/C++标准库）都是用这个指令编译的。我试过一个犀利无比的WCHAR16定义，用于自动选择最合适的类型，保证WCHAR16总是2字节字符：

template<int>
struct tag_auto_WCHAR_CHOOSER;
template<>
struct tag_auto_WCHAR_CHOOSER<4> {
	typedef unsigned short WCHAR16;
};
template<>
struct tag_auto_WCHAR_CHOOSER<2> {
	typedef unsigned short WCHAR16;
};
typedef tag_auto_WCHAR_CHOOSER<sizeof(wchar_t)>::WCHAR16 WCHAR16;

不过GCC下如此不能保证做到 WCHAR16与unsigned short用于同参数签名的重载函数，而我就是要重载，那么wchar_t对我就无用了，抛弃吧

好吧有点跑题了。。。

首先是源代码文件的编码问题：NDK下C++的char*默认编码是UTF-8，但是你如果这样写： const char* szChina = "中国", 那么就天知道什么编码了。默认情况下，如果你的该代码文件本身使用GBK，则szChina里就是GBK编码，如果代码文件是UTF-8， szChina就也是UTF-8。你非要问如果代码文件是UTF-16？我没试，不过如果你的代码能编译过，想来szChina就会是UTF-8，原因吗，说到这里了你们懂得。如果你不懂，你可以先找 MBCS/UNICODE教程，再找GBK/UTF-8/UTF16的编码规则及其与Unicode的关系教程，再找 UCS-2/UTF-16LE/UTF-16BE区别分析，最后看GCC对于不同编码源文件的处理，然后就一定已经懂了

编码转换：NDK下没提供任何直接的编码转换方法，不过你可以编译一个十分著名的库，iconv，当然要写Android.mk，不过你可以下载大好人hgl868已经改好了的……编译后稍微有点大，900多K……不过去掉除了UTF-8，UTF-16LE，GBK之外的其他编码库后，iconv能精简到200K……至于使用，刚才大好人家的传送门点击打开链接

至于传回Java转换的方法，还是省省吧……使用Android内部的那个转换库？你保证你用这个能继续正常在Android 4.0上运行？