Android学习7 -- NDK2 -- 几个例子

学习 Android 的 NDK（Native Development Kit）可以帮助你用 C/C++ 来开发高性能的 Android 应用，特别适合对性能要求较高的任务，如音视频处理、游戏开发和硬件驱动等。下面是学习 NDK 的建议步骤和具体例子：

### 1. **准备开发环境**
   - **安装 Android Studio**：Android Studio 是开发 Android 应用的主要 IDE，它支持 NDK 集成。
     - 下载并安装 Android Studio：[Android Studio 下载链接](https://developer.android.com/studio)
   - **安装 NDK**：
     - 打开 Android Studio，进入 `File -> Project Structure -> SDK Location -> Android NDK`，选择并下载最新的 NDK。

### 2. **了解 NDK 的基础概念**
   - **JNI（Java Native Interface）**：JNI 是 NDK 的核心部分，负责在 Java 和本地 C/C++ 代码之间进行数据交互。掌握如何在 Java 中调用 C/C++ 函数是学习 NDK 的第一步。
   - **CMake 或 ndk-build**：这是两个构建系统，负责将 C/C++ 源码编译成 Android 平台的库文件。CMake 是推荐的构建工具，Android Studio 支持它。

### 3. **创建简单的 NDK 项目**
   - 在 Android Studio 中，创建一个新项目，并勾选 “Include C++ support” 来生成支持 NDK 的项目模板。
   - 项目会自动生成一些 C++ 文件，如 `native-lib.cpp`，并包含一个简单的例子：

     ```cpp
     extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL
     Java_com_example_myapp_MainActivity_stringFromJNI(
             JNIEnv* env,
             jobject /* this */) {
         return env->NewStringUTF("Hello from C++");
     }
     ```
   - 在 `MainActivity.java` 中调用这个函数：
     ```java
     public class MainActivity extends AppCompatActivity {
         static {
             System.loadLibrary("native-lib");
         }

         @Override
         protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
             super.onCreate(savedInstanceState);
             setContentView(R.layout.activity_main);

             TextView tv = findViewById(R.id.sample_text);
             tv.setText(stringFromJNI());
         }

         public native String stringFromJNI();
     }
     ```

   运行这个项目，你会看到 "Hello from C++" 出现在界面上。

### 4. **逐步深入 JNI 的学习**
   - **基本数据类型传递**：学习如何在 Java 和 C/C++ 之间传递基本数据类型，例如 `int`, `float`, `char` 等。
   - **数组传递**：学习如何传递数组、字符串和复杂对象。例如，传递一个 `int[]`：
     ```cpp
     extern "C" JNIEXPORT jintArray JNICALL
     Java_com_example_myapp_MainActivity_processArray(JNIEnv *env, jobject, jintArray inputArray) {
         jint *arr = env->GetIntArrayElements(inputArray, nullptr);
         jsize length = env->GetArrayLength(inputArray);

         for (int i = 0; i < length; ++i) {
             arr[i] += 1;  // 简单处理
         }

         env->ReleaseIntArrayElements(inputArray, arr, 0);
         return inputArray;
     }
     ```

### 5. **使用 OpenGL ES 进行高性能图形渲染**
   - 通过 NDK，Android 支持 OpenGL ES，允许你直接使用 GPU 进行图形处理。这在游戏开发中非常常见。
   - 你可以参考 Google 提供的 `Teapot` 示例，它是一个基于 OpenGL ES 的 3D 图形渲染项目。
     - 下载 Google 提供的 NDK 示例：[NDK Samples](https://github.com/android/ndk-samples)

### 6. **音频处理与 OpenSL ES**
   - Android NDK 还提供了 OpenSL ES，用于实现低延迟、高性能的音频处理。你可以通过它来开发如音频播放器、录音应用。
   - 例如，实现一个简单的音频播放功能：
     - 在 C++ 中使用 OpenSL ES API 创建播放对象、设置回调函数。
     - 在 Java 中通过 JNI 调用相应的 C++ 函数来控制音频。

### 7. **FFmpeg 与 NDK 集成**
   - 如果你对音视频处理有兴趣，可以学习如何将 FFmpeg 与 NDK 集成，进行如视频解码、编码等操作。FFmpeg 是一个非常流行的开源库，可以处理各种媒体格式。
     - 你可以在 NDK 项目中编译并集成 FFmpeg 库，通过 JNI 调用 FFmpeg 的功能，处理媒体流。

### 8. **调试和优化 NDK 代码**
   - Android Studio 支持调试 NDK 项目，可以通过 CMake 配置调试符号表，使用 IDE 直接调试 C++ 代码。
   - 学习如何使用 Android Profiler 来检测和优化 NDK 代码的性能。

### 9. **学习资源**
   - [Android NDK 官方文档](https://developer.android.com/ndk): 提供了 NDK 的全面指南。
   - [NDK Samples on GitHub](https://github.com/android/ndk-samples): 包含各种 NDK 项目的示例。
   - [NDK 开发教程](https://www.raywenderlich.com/android): 一些网站提供了基于实践的 NDK 教程。

通过这些步骤和示例，可以逐步掌握 Android NDK 的使用技巧，尤其是在高性能计算、音视频处理和图形开发中。