Android NDK学习 <五> C++ 支持

作者： Sam (甄峰)   [email protected]

0.基础知识：
Android Platform提供一个非常小的C++ runtime 支持库( /system/lib/libstdc++ )和头文件。
但此System C++库支持非常有限，不支持以下 ：

  - Standard C++ Library support (except a few trivial headers). 
  - C++ exceptions support 
  - RTTI support

但Android也提供几个其它的选择。可以通过Application.mk中APP_STL 作设置

(见Android NDK学习 <四> Application.mk简介)。

设置选项有如下选择：

system -> Use the default minimal system C++ runtime library. 
gabi++_static -> Use the GAbi++ runtime as a static library. 
gabi++_shared -> Use the GAbi++ runtime as a shared library.  stlport_static -> Use the STLport runtime as a static library.  stlport_shared -> Use the STLport runtime as a shared library.  gnustl_static -> Use the GNU STL as a static library.  gnustl_shared -> Use the GNU STL as a shared library.


当APP_STL没有设置时，则缺省使用system的这个。

以上几种C++库能力集对：C++  Exceptions  ， C++  RTTI  ，Standard Library支持分别如下：

system no no no 
gabi++ no yes no 
stlport no yes yes 
gnustl yes yes yes



1. 各Runtime简介：
1.1：System Runtime：
Android提供的C++ Runtime，它只提供几个非常少的C++ 标准头文件。如果使用它，

则应用程序二进制自动的链接此Android系统libstdc++。

提供的头文件只有以下这些：

cassert cctype cerrno cfloat climits cmath csetjmp csignal cstddef cstdint cstdio 

cstdlib cstring ctime cwchar new stl_pair.h typeinfo utility

不支持：std::string or std::vector.

1.2：GAbi++ runtime：
这是另一个小的C++ runtime, 与System C++ 提供同样多的头文件。但它支持RTTI。 现在已经很少用了。


1.3: STLport runtime:
STLport(http://www.stlport.org)的Android 移植版。

提供完整的C++ 标准库头文件，支持RTTI，但不支持EXCEPTIONS.

（不支持异常很麻烦，就需要改不少代码）

静态动态均支持：

APP_STL := stlport_shared 
APP_STL := stlport_static


1.4：GNU STL runtime：
GNU 标准的C++ library. 支持更多特性。

库名叫：libgnustl_shared.so，

而不是其它平台通常的：libstdC++.so



2.其它事项：
2.1: C++ Exceptions:
自从NDK r5，NDK Toolchain就支持异常，可是，所有C++ 代码都缺省使用-fno-exceptions编译，为的是向前兼容。

为了Enable C++ Exceptions,可以作如下动作：
在Android.mk中：

LOCAL_CPP_FEATURES += exceptions   (推荐)

或者：
LOCAL_CPPFLAGS += -fexceptions

或者在Application.mk中：

APP_CPPFLAGS += -fexceptions


2.2：RTTI support:
与异常类似，自动NDK r5, NDK ToolChain就支持RTTI,但在缺省情况下都是用-fno-rtti来编译C++代码。

如果想Enable RTTI； 

在Andriod.mk中：
LOCAL_CPP_FEATURES += rtti (推荐)
或者
LOCAL_CPPFLAGS += -frtti
或者在：Application.mk: 
APP_CPPFLAGS += -frtti


2.3: Static runtimes:
当工程只有一个动态库用到C++ library. 则其使用静态C++库没有问题。
但当工程中有多个动态库用到C++ library(或其它静态库)时，则问题来了，每个动态库会包含静态库进去。

这就有问题了，因为在内存中，就有多份COPY,那全局变量等都会有问题。

所以，当工程中多个动态库链接C++ library时，不要使用静态C++库方式。


2.4: Shared runtimes:
在使用动态库时，则需要确保C++ 动态库在其它库之前被Load到内存。

例如：

libfoo.so 
libbar.so which is used by libfoo.so 
libstlport_shared.so, used by both libfoo and libbar

则：

static 
{ 
 System.loadLibrary("gnustl_shared"); 
 System.loadLibrary("bar"); 
 System.loadLibrary("foo"); 
 }




有一点需要注意：
因为C++ 程序调用xxx-xxx-g++编译，所以使用C++命名规范命名 符号，这样，Java JNI程序就找不到对应符号了。
所以需要添加：

#ifdef   __cplusplus

extern   "C"{

#endif


function 声明。

#ifdef   __cplusplus

}

#endif

3. 对std::wstring支持：
在NDK R7中，如果不做处理，则std::wstring会报未定义。
于是Sam查找之：
在：android-ndk-r7/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/include/bits/stringfwd.h

#ifdef _GLIBCXX_USE_WCHAR_T

  template<> struct char_traits<wchar_t>;

  typedef basic_string<wchar_t> wstring;

#endif

所以，如果想要支持wstring,则需要定义 _GLIBCXX_USE_WCHAR_T

于是：在Android.mk中，
在LOCAL_CXXFLAGS，LOCAL_CFLAGS中添加：
-D_GLIBCXX_USE_WCHAR_T
即可支持wstring. 

更新：Sam发现，wstring在R7C版本中，编译虽然没有问题，但链接时会报错。

只有替换了NDK R8之后，才真正没有问题了。

注意：此处NDK版本为NDK R7C.（不同NDK版本，ndk-build所产生的Makefile并不完全相同）