• 原文地址： Getting Started with C++ and Android Native Activities
• 原文作者： Patrick Martin
• 译文出自： 掘金翻译计划
• 本文永久链接： github.com/xitu/gold-m…
• 译者： Feximin
• 校对者： twang1727

C++ 和 Android 本地 Activity 初探

简介

我会带你完成一个简单的 Android 本地 Activity。我将介绍一下基本的设置，并尽力将进一步学习所需的工具提供给你。

虽然我的重点是游戏编程，但我不会告诉你如何写一个 OpenGL 应用或者如何构建一款自己的游戏引擎。这些东西得写整本书来讨论。

为什么用 C++

在 Android 上，系统及其所支持的基础设施旨在支持那些用 Java 或 Kotlin 写的程序。用这些语言编写的程序得益于深度嵌入系统底层架构的工具。Android 系统很多核心的特性，比如 UI 界面和 Intent 处理，只通过 Java 接口公开。

使用 C++ 并不会比 Kotlin 或 Java 这类语言对 Android 来说更“本地化”。与直觉相反，你通过某种方式编写了一个只有 Android 部分特性可用的程序。对于大多数程序，Koltin 这类语言会更合适。

然而此规则有一些意外情况。对我来说最接近的就是游戏开发。由于游戏一般会使用自定义的渲染逻辑（通常使用 OpenGL 或 Vulkan 编写），所以预计游戏看起来会与标准的 Android 程序不同。当你还考虑到 C 和 C++ 几乎在所有平台上都通用，以及相关的支持游戏开发的 C 库时，使用本地开发可能更合理。

如果你想从头开始或者在现有游戏的基础上开发一款游戏，Android 本地开发包（NDK）已备好待用。实际上，即将展示给你的本地 activity 提供了一键式操作，你可以在其中设置 OpenGL 画布并开始收集用户的输入。你可能会发现，尽管 C 有学习成本，但使用 C++ 解决一些常见代码难题，比如从游戏数据中构建顶点属性数组，会比用高级语言更容易。

我不打算讲的内容

我不会告诉你如何初始化 Vulkan 或 OpenGL 的上下文。尽管我会给一些提示让你学习的轻松一点，但还是建议你阅读 Google 提供的示例。你也可以选择使用类似 SDL 或者 Google 的 FPLBase 这样的库。

设置你的 IDE

首先需要确保你已经安装了本地开发所需的内容。为此，我们需要用到 Android NDK。启动 Android Studio：

在 “Configure” 下面选择 “SDK Manager”：

从这里安装 LLDB（本地调试器）、CMake（构建系统）和 NDK 本身：

创建工程

到此你已经设置好了所有内容，我们将建一个工程。我们想创建一个没有 Activity 的空工程：

NativeActivity 自 Android Gingerbread 开始就有了，如果你刚开始学习，建议选择当前可用的最高目标版本。

现在我们需要建一个 CmakeLists.txt 文件来告诉 Android 如何构建我们的 C++ 工程。在工程视图下右击 app 创建一个新文件：

命名为 CMakeLists.txt：

创建一个简单的 CMake 文件：

cmake_minimum_required(VERSION 3.6.0)

add_library(helloworld-c
    SHARED
    
    src/main/cpp/helloworld-c.cpp)
复制代码

我们声明了在 Android Studio 中使用最新版本的 CMake（3.6.0），将构建一个名为 hellworld-c 的共享库。我还添加了一个必须要创建的源文件。

为什么是共享库而不是可执行文件呢？Android 使用一个名为 Zygote 的进程来加速在 Android Runtime 内部启动的应用或服务的过程。这对 Android 内所有面向用户的进程都适用，因此你的代码首次运行的地方是在一个虚拟机内。然后代码必须加载一个含有你的逻辑的共享库文件，如果你使用了本地 Activity，该共享库将为你处理。与之相反，当构建一个可执行文件时，我们希望操作系统直接加载你的程序并运行一个名为 “main” 的 C 方法。在 Android 里也有可能，但是我还没找到这方面的任何实践用途。

现在创建 C++ 文件：

将其放入我们在 make 文件内指定的目录下：

再加入少量内容以告诉我们是否构建成功：

//
// Created by Patrick Martin on 1/30/19.
//

#include <jni.h>
复制代码

最后让我们把这个 C++ 工程链接到我们的应用上：

如果一切顺利，工程会更新成功：

然后你可以不出错地执行一次构建操作：

然后你可以不出错地执行一次构建操作：

至于在你的构建脚本中发生了什么变化，如果你打开 app 下的 build.gradle 文件，你会看到 externalNativeBuild：

android {
    compileSdkVersion 28
    defaultConfig {
        applicationId "com.pux0r3.helloworldc"
        minSdkVersion 28
        targetSdkVersion 28
        versionCode 1
        versionName "1.0"
        testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"
    }
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android-optimize.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
    }
    externalNativeBuild {
        cmake {
        path file('CMakeLists.txt')
        }
    }
}
复制代码

创建一个本地 Activity

一个 Activity 是 Android 用来显示你的应用的用户界面的基本窗口。通常你会用 Java 或 Kotlin 编写一个继承自 Activity 的类，但是 Google 创建了一个等价的用 C 写的本地 Activity。

设置你的构建文件

创建一个本地 Activity 最好的方式是包含 native_app_glue。很多示例程序将其从 SDK 拷贝至他们的工程中。这没什么错，但是我个人更愿意将其做为我的游戏可以依赖的库。我把它做成静态库，所以不需要动态库调用的额外开销：

cmake_minimum_required(VERSION 3.6.0)

add_library(native_app_glue STATIC
    ${ANDROID_NDK}/sources/android/native_app_glue/android_native_app_glue.c)
target_include_directories(native_app_glue PUBLIC
    ${ANDROID_NDK}/sources/android/native_app_glue)

find_library(log-lib
    log)

set(CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS "${CMAKE_SHARED_LINKER_FLAGS} -u ANativeActivity_onCreate")
add_library(helloworld-c SHARED
    src/main/cpp/helloworld-c.cpp)

target_link_libraries(helloworld-c
    android
    native_app_glue
    ${log-lib})
复制代码

这里有不少事情要做，我们继续。首先用 add_library 建了一个名为 native_app_glue 的库并把它标记为一个 STATIC 的库。然后在 NDK 的安装路径下查找自动生成的环境变量 ${ANDROID_NDK} 从而来寻找一些文件。如此，我找到了 native_app_glue 的实现：android_native_app_glue.c。

将代码与目标关联后，我想说一下目标是在哪里找到它的头文件的。我使用 target_include_directories 将包含它的所有头文件的文件夹包含进来并将设置为 PUBLIC。其他选项还有 INTERNAL 或 PRIVATE 但目前还用不到。有些教程可能会用 include_directories 代替 target_include_directories。这是一种较早的做法。最近的 target_include_directories 可以让你的目录关联到目标，这有助于降低较大工程的复杂性。

现在，我想在在 Android 的 Logcat 中打印一些内容。只使用与普通 C 或 C++ 应用中那样的标准的输出（如：std::cout 或 printf）是无效的。使用 find_library 去定位 log，我们缓存了 Android 的日志库以便稍后使用。

最后我们通过 target_link_libraries 告诉 CMake，helloworld-c 要依赖 native_app_glue、native_app_glue 和被命名为 log-lib 的库。如此可以在我们的 C++ 工程中引用本地应用的逻辑。在 add_library 之前的 set 也确保 helloworld-c 不会实现名为 ANativeActivity_onCreate 的方法，该方法由 android_native_app_glue 提供。

写一个简单的本地 Activity