在Android上利用NDK编译并使用Spatialite库（Windows环境）

 

Sqlite数据库因其体积便携（基于单个文件，跨平台），功能完整（类似RDBMS）受到非常广泛的欢迎，在iOS，Android平台上都提供原生的支持。Spatialite是Sqlite的一个空间扩展，根据官方介绍，Spatialite之于Sqlite，相当于PostGIS之于PostgreSQL。
　　Spatialite扩展提供了一系列用于空间操作的SQL函数，例如基础的空间查询，缓冲区生成等，也有高级的类似ArcObjects中ITopologicalOperator，IRelationalOperator等接口的功能。
　　在Android平台上使用Spatialite资料比较少，主要是google上的Spatialite for Android和github上的android-spatialite两个工程。前者带有完整的编译步骤，我尝试了这个，其中遇到了些问题，记录下来，方便需要用到的朋友。后者工程似乎带有编译好的libjsqlite.so库，可直接使用。
　　我机器的环境是Windows 7 64bit，已经搭建好了Android Eclipse开发环境。由于Spatialite及Sqlite是C/C++的native语言编写，而Android的默认开发语言是Java，所以在Android上编译Spatialite必须用到google提供的NDK（Native Development Kit）环境。NDK环境的搭建比较简单，按照google的文档进行即可：

1. 下载NDK压缩包（android-ndk-r7b-windows.zip）。我下载的是最新的android-ndk-r7b版本。将其解压到任意目录，下文以<ndk>指代。注意：由于后面cygwin中配置环境变量时不支持带空格的路径，所以建议将其解压到某个盘符的根目录下，比如d:\android-ndk-r7b\；
2. 设置Windows的环境变量。主要是将NDK的路径添加到PATH中去，方便在任何位置调用ndk-build命令。详细操作不再赘述。此步骤只是为cmd提供了便利；
3. 由于NDK需求中说明，必须用到GNU Make命令，所以在Windows环境上还需要提前安装Cygwin。这是在Windows上模拟Linux环境的工具。安装步骤参考此贴：Windows环境下Android NDK环境搭建。注意在cygwin的linux环境下，配置$NDK环境变量，方便在任何地方调用ndk-build编译命令。我在安装Cygwin时，只额外勾选了Devel库。

　　完成这个步骤后，可尝试编译运行NDK中自带的hello-jni例子，验证NDK编译环境已经搭好。具体步骤参见google的文档。可以发现，native代码需要放在与src同级的jni目录下，该目录下必须至少有Android.mk文件，向NDK系统描述源文件；编译时需要在工程的根目录下运<ndk>/ndk-build命令；利用NDK编译后，Android工程文件夹中会多出libs目录，里面会生成 lib<something>.so共享库，这就是我们要用到类库，该文件也会一并打包到apk文件中去。更多的ndk知识请参考<ndk>/documentation.html文件，非常详尽。注：JNI相当于.net平台的p/invoke。
　　接下来就要按照Spatialite for Android上的提示，在cygwin环境中编译spatialite库了。

1. 在windows下利用svn工具对整个project checkout（这次作者用的是Spatialite 3.0.1，PROJ 4.7.0，geos 3.2.2几个库）。会发现有两个工程spatialite-android和spatialite-android-test。我们主要对 spatialite-android工程进行编译；
2. 由于spatialite用到了geos和proj两个库，所以首先需要为该工程下载，配置两个库。具体步骤如下，在cygwin环境中执行：
   

      1: $ cd jni

      2: $ wget http://download.osgeo.org/geos/geos-3.2.2.tar.bz2

      3: $ tar xvjf geos-3.2.2.tar.bz2

      4: $ cd geos-3.2.2

      5: $ ./configure --build=x86_64-pc-linux-gnu --host=arm-linux-eabi

      6: $ cd ..

      7: $ wget ftp://ftp.remotesensing.org/proj/proj-4.7.0.tar.gz

      8: $ tar xvzf proj-4.7.0.tar.gz

      9: $ cd proj-4.7.0

     10: $ ./configure --build=x86_64-pc-linux-gnu --host=arm-linux-eabi

     11: $ touch src/empty.cpp

     12: $ cd ..

3. 按照作者的提示，下来就可以直接对工程进行ndk-build了（注：此时仍然在spatialite-android/jni目录下，而非spatialite-android目录）。如果你这么做了，会出现一个错误：

      1: ...

      2: Compile thumb  : proj <= rtodms.c

      3: Compile thumb  : proj <= vector1.c

      4: StaticLibrary  : libproj.a

      5: Compile++ thumb  : geos <= geos_c.cpp

      6: In file included from D:/spatialite-android/jni/geos-3.2.2/source/headers/geos/geom/Coordinate.h:20,

      7:                  from D:/spatialite-android/jni/geos-3.2.2/source/headers/geos/g                                                                                                                eom/Envelope.h:26,

      8:                  from D:/spatialite-android/jni/geos-3.2.2/source/headers/geos/i                                                                                                                ndex/strtree/STRtree.h:27,

      9:                  from D:/spatialite-android/jni/geos-3.2.2/capi/geos_c.cpp:19:

     10: D:/spatialite-android/jni/geos-3.2.2/source/headers/geos/platform.h:29:20: error                                                                                                                : ieeefp.h: No such file or directory

     11: /cygdrive/d/android-ndk-r7b/build/core/build-binary.mk:243: recipe for target `/                                                                                                                cygdrive/d/spatialite-android/obj/local/armeabi/objs-debug/geos/geos-3.2.2/capi/                                                                                                                geos_c.o' failed

     12: make: *** [/cygdrive/d/spatialite-android/obj/local/armeabi/objs-debug/geos/geos                                                                                                                -3.2.2/capi/geos_c.o] Error 1

   
   提示ieeefp.h: No such file or directory。要修正这个错误，你需要在spatialite-android/jni/geos-3.2.2/source/headers /geos/platform.h文件中大约15行的位置，找到“#define HAVE_IEEEFP_H 1”这句话，并在其下面添加一行“#undef HAVE_IEEEFP_H”，取消对HAVE_IEEEFP_H的定义。保存该文件；

4. 再次ndk-build，这回发现上面的错误消失了。但又产生了新的错误：

      1: ...

      2: Compile++ thumb  : geos <= InteriorPointLine.cpp

      3: Compile++ thumb  : geos <= InteriorPointPoint.cpp

      4: Compile++ thumb  : geos <= LineIntersector.cpp

      5: D:/spatialite-android/jni/geos-3.2.2/source/algorithm/LineIntersector.cpp: In st                                                                                                                atic member function 'static double geos::algorithm::LineIntersector::interpolat                                                                                                                eZ(const geos::geom::Coordinate&, const geos::geom::Coordinate&, const geos::geo                                                                                                                m::Coordinate&)':

      6: D:/spatialite-android/jni/geos-3.2.2/source/algorithm/LineIntersector.cpp:224: e                                                                                                                rror: expected unqualified-id before '(' token

      7: D:/spatialite-android/jni/geos-3.2.2/source/algorithm/LineIntersector.cpp:232: e                                                                                                                rror: expected unqualified-id before '(' token

      8: D:/spatialite-android/jni/geos-3.2.2/source/algorithm/LineIntersector.cpp: In me                                                                                                                mber function 'void geos::algorithm::LineIntersector::computeIntersection(const                                                                                                                 geos::geom::Coordinate&, const geos::geom::Coordinate&, const geos::geom::Coordi                                                                                                                nate&)':

      9: D:/spatialite-android/jni/geos-3.2.2/source/algorithm/LineIntersector.cpp:304: e                                                                                                                rror: expected unqualified-id before '(' token

     10: D:/spatialite-android/jni/geos-3.2.2/source/algorithm/LineIntersector.cpp:306: e                                                                                                                rror: expected unqualified-id before '(' token

     11: D:/spatialite-android/jni/geos-3.2.2/source/algorithm/LineIntersector.cpp: In me                                                                                                                mber function 'int geos::algorithm::LineIntersector::computeIntersect(const geos                                                                                                                ::geom::Coordinate&, const geos::geom::Coordinate&, const geos::geom::Coordinate                                                                                                                &, const geos::geom::Coordinate&)':

     12: D:/spatialite-android/jni/geos-3.2.2/source/algorithm/LineIntersector.cpp:426: e                                                                                                                rror: expected unqualified-id before '(' token

   在很多位置都提示 error: expected unqualified-id before ‘(‘ token，google一下这个错误，发现大概是由于在头文件中对某个函数重复声明冲突引起的。于是打开spatialite-android/jni /geos-3.2.2/source/algorithm/LineIntersector.cpp文件查看，发现基本都与一个名为“ISNAN”的函数有关。在Windows下搜索包含此字符串的文件，又来到了刚才修改过的platform.h文件中，发现这个文件中有与此函数相关的语句。为了解决此问题，尝试对此文件进行再次修改。在大约25行的位置，可以找到“/* #undef HAVE_ISNAN */”这句话，在这句话下面添加一句“#define HAVE_ISNAN 1”。这样做的目的是改变该文件后续的一些编译处理。

5. 最后再次ndk-build，成功输出libjsqlite.so库。
   

　　现在我们在eclipse中运行spatialite-android这个工程（需要将test-2.3.sqlite数据库adb push到模拟器的sd卡上），就可以看到预期的结果了。
　　关于如何利用java语言调用spatialite的功能，可以详细参考这个工程中jsqlite包下的封装代码。至此我们就完成了在Android平台上使用spatialite库的准备工作。
　　此次编译中遇到的问题可参考：http://code.google.com/p/spatialite-android/issues/detail?id=3