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NDK 是什么
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持续创作，加速成长！这是我参与「掘金日新计划 · 6 月更文挑战」的第 1 天，点击查看活动详情 前言NDK 全称 Native Development Kit，也就是原生开发工具包 ，官网对它有详细的 中文介绍 。可能一说到 NDK 或 JNI ，大家脑子里第一反应就是集成 C/C++ 。其实 JNI 的含义是 Java Native Interface ，这种接口允许 Java 和其他语言进行交互的，包括但不限于 C/C++ 。目前 Rust 也可以通过 JNI 来和 Java 交互，虽然不太成熟。 其实 NDK 更像一个桥梁，来连通 Java 和其他语言，它是一系列工具的集合。既然作为工具， NDK 并非必须在 Android 项目中才能用。本文我们来通过 NDK 对 FFmpeg 5.0 进行编译，生成动态链接库 so 。 注：本文的 Java 泛指 JVM 语言，不要拿 Kotlin 抬杠，本质太大的区别 。本文测试项目源码地址【TolyFFmpeg】 一、环境准备想要编译 FFmpeg 应用 Android 中的动态链接库，我们要准备两个东西：一者是 FFmpeg 的源码；二者是 NDK 的工具包。这两者都可以通过简单的下载获得。 1、FFmpeg 源码下载：5.0.1作为一个开源项目，想得到源码还是非常简单的。可以在官网直接下载源码，也可以通过 git 来下载，或者点击More releases 来选择某个版本进行下载。 ffmpeg.org/download.ht… 源码解压如下，里面的 doc 文件夹有些文档和案例，还是比较有用的。其余的东西暂时对我们来说并没有什么太大的意义，现在我们的目的是通过这个源码通过 NDK 来编译成在 Android 中可以使用的动态链接库 so 文件。 可能会有人疑惑，那就是 so 库嘛，下载别人的用不就完事了吗？原因很简单，自己编译 FFmpeg 可以手动设置需要的功能，如果直接别人编译好的，就没有设置的机会。而且自己编译也能掌握版本，也就是说，自己动手丰衣足食。 2、下载 NDK ：r24可以在如下网站中下载 NDK 的工具包，不过在 macOS 中更推荐用 Android SDK 管理器来下载，如下在 AndroidStudio 中选择 NDK 点击 OK 下载即可。这里下载的是最新版 r24 (24.0.8215888) 。 developer.android.google.cn/ndk/downloa… 下载过后 你的AndroidSDK/ndk/24.0.8215888 会议相关文件，说明 NDK 环境准备就绪。 编译 FFmpeg ，只要是使用 ndk 中的编译根据，在 $ndkPath/toolchains/llvm/prebuilt/ 下，不同平台的文件名不同，比如 macOS 中是 darwin-x86_64 。 编译脚本参考: 《使用Android Studio开发FFmpeg的正确姿势》 亲测该脚本在 r24 + 5.0.1 是可用的，使用时注意 tag1 和 tag2 处。 #!/bin/bash # 用于编译android平台的脚本 # NDK所在目录 NDK_PATH=/Users/mac/Coder/SDK/AndroidSDK/ndk/24.0.8215888/ # tag1 # macOS 平台编译，其他平台看一下 $NDK_PATH/toolchains/llvm/prebuilt/ 下的文件夹名称 HOST_PLATFORM=darwin-x86_64 #tag1 # minSdkVersion API=23 TOOLCHAINS="$NDK_PATH/toolchains/llvm/prebuilt/$HOST_PLATFORM" SYSROOT="$NDK_PATH/toolchains/llvm/prebuilt/$HOST_PLATFORM/sysroot" # 生成 -fpic 与位置无关的代码 CFLAG="-D__ANDROID_API__=$API -Os -fPIC -DANDROID " LDFLAG="-lc -lm -ldl -llog " # 输出目录 PREFIX=`pwd`/android-build # 日志输出目录 CONFIG_LOG_PATH=${PREFIX}/log # 公共配置 COMMON_OPTIONS= # 交叉配置 CONFIGURATION= build() { APP_ABI=$1 echo "======== > Start build $APP_ABI" case ${APP_ABI} in armeabi-v7a) ARCH="arm" CPU="armv7-a" MARCH="armv7-a" TARGET=armv7a-linux-androideabi CC="$TOOLCHAINS/bin/$TARGET$API-clang" CXX="$TOOLCHAINS/bin/$TARGET$API-clang++" LD="$TOOLCHAINS/bin/$TARGET$API-clang" # 交叉编译工具前缀 CROSS_PREFIX="$TOOLCHAINS/bin/arm-linux-androideabi-" EXTRA_CFLAGS="$CFLAG -mfloat-abi=softfp -mfpu=vfp -marm -march=$MARCH " EXTRA_LDFLAGS="$LDFLAG" EXTRA_OPTIONS="--enable-neon --cpu=$CPU " ;; arm64-v8a) ARCH="aarch64" TARGET=$ARCH-linux-android CC="$TOOLCHAINS/bin/$TARGET$API-clang" CXX="$TOOLCHAINS/bin/$TARGET$API-clang++" LD="$TOOLCHAINS/bin/$TARGET$API-clang" CROSS_PREFIX="$TOOLCHAINS/bin/$TARGET-" EXTRA_CFLAGS="$CFLAG" EXTRA_LDFLAGS="$LDFLAG" EXTRA_OPTIONS="" ;; x86) ARCH="x86" CPU="i686" MARCH="i686" TARGET=i686-linux-android CC="$TOOLCHAINS/bin/$TARGET$API-clang" CXX="$TOOLCHAINS/bin/$TARGET$API-clang++" LD="$TOOLCHAINS/bin/$TARGET$API-clang" CROSS_PREFIX="$TOOLCHAINS/bin/$TARGET-" #EXTRA_CFLAGS="$CFLAG -march=$MARCH -mtune=intel -mssse3 -mfpmath=sse -m32" EXTRA_CFLAGS="$CFLAG -march=$MARCH -mssse3 -mfpmath=sse -m32" EXTRA_LDFLAGS="$LDFLAG" EXTRA_OPTIONS="--cpu=$CPU " ;; x86_64) ARCH="x86_64" CPU="x86-64" MARCH="x86_64" TARGET=$ARCH-linux-android CC="$TOOLCHAINS/bin/$TARGET$API-clang" CXX="$TOOLCHAINS/bin/$TARGET$API-clang++" LD="$TOOLCHAINS/bin/$TARGET$API-clang" CROSS_PREFIX="$TOOLCHAINS/bin/$TARGET-" #EXTRA_CFLAGS="$CFLAG -march=$CPU -mtune=intel -msse4.2 -mpopcnt -m64" EXTRA_CFLAGS="$CFLAG -march=$CPU -msse4.2 -mpopcnt -m64" EXTRA_LDFLAGS="$LDFLAG" EXTRA_OPTIONS="--cpu=$CPU " ;; esac echo "-------- > Start clean workspace" make clean echo "-------- > Start build configuration" CONFIGURATION="$COMMON_OPTIONS" CONFIGURATION="$CONFIGURATION --logfile=$CONFIG_LOG_PATH/config_$APP_ABI.log" CONFIGURATION="$CONFIGURATION --prefix=$PREFIX" CONFIGURATION="$CONFIGURATION --libdir=$PREFIX/libs/$APP_ABI" CONFIGURATION="$CONFIGURATION --incdir=$PREFIX/includes/$APP_ABI" CONFIGURATION="$CONFIGURATION --pkgconfigdir=$PREFIX/pkgconfig/$APP_ABI" CONFIGURATION="$CONFIGURATION --cross-prefix=$CROSS_PREFIX" CONFIGURATION="$CONFIGURATION --arch=$ARCH" CONFIGURATION="$CONFIGURATION --sysroot=$SYSROOT" CONFIGURATION="$CONFIGURATION --cc=$CC" CONFIGURATION="$CONFIGURATION --cxx=$CXX" CONFIGURATION="$CONFIGURATION --ld=$LD" # nm 和 strip CONFIGURATION="$CONFIGURATION --nm=$TOOLCHAINS/bin/llvm-nm" CONFIGURATION="$CONFIGURATION --strip=$TOOLCHAINS/bin/llvm-strip" CONFIGURATION="$CONFIGURATION $EXTRA_OPTIONS" echo "-------- > Start config makefile with $CONFIGURATION --extra-cflags=${EXTRA_CFLAGS} --extra-ldflags=${EXTRA_LDFLAGS}" ./configure ${CONFIGURATION} \ --extra-cflags="$EXTRA_CFLAGS" \ --extra-ldflags="$EXTRA_LDFLAGS" echo "-------- > Start make $APP_ABI with -j1" make -j1 echo "-------- > Start install $APP_ABI" make install echo "++++++++ > make and install $APP_ABI complete." } build_all() { #配置开源协议声明 COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-gpl" #目标android平台 COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --target-os=android" #取消默认的静态库 COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --disable-static" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-shared" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-protocols" #开启交叉编译 COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-cross-compile" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-optimizations" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --disable-debug" #尽可能小 COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-small" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --disable-doc" #不要命令（执行文件） COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --disable-programs" # do not build command line programs COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --disable-ffmpeg" # disable ffmpeg build COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --disable-ffplay" # disable ffplay build COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --disable-ffprobe" # disable ffprobe build COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --disable-symver" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --disable-network" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --disable-x86asm" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --disable-asm" #启用 COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-pthreads" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-mediacodec" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-jni" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-zlib" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-pic" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-muxer=flv" #COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-avresample" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-decoder=h264" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-decoder=mpeg4" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-decoder=mjpeg" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-decoder=png" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-decoder=vorbis" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-decoder=opus" COMMON_OPTIONS="$COMMON_OPTIONS --enable-decoder=flac" echo "COMMON_OPTIONS=$COMMON_OPTIONS" echo "PREFIX=$PREFIX" echo "CONFIG_LOG_PATH=$CONFIG_LOG_PATH" mkdir -p ${CONFIG_LOG_PATH} build "armeabi-v7a" build "arm64-v8a" build "x86" build "x86_64" } echo "-------- Start --------" build_all echo "-------- End --------" 复制代码 2. 使用脚本把上面的脚本写在 build_android.sh 中，放在 ffmpeg 源码根目录下。 进入到 ffmpeg 源码目录，执行如下命令，等待即可。 chmod +x build_android.sh ./build_android.sh 复制代码如下在当前文件夹下会生成 android-build 文件夹，其中 libs 文件夹中盛放着各种架构的 so 库，includes 文件夹中盛放着各种架构的头文件。如果不想编译处某种架构的，在 build_android.sh 的末尾处注释即可。 从这里可以看出，把 FFmpeg 源码编译成 so 动态链接库，是 NDK 的功劳。其实在 Android 开发中，NDK 的作用也是如此，核心价值也是把其他语言编译成Android 平台可以访问的 so 而已。所以也不要觉得 NDK 有多么神秘，就是一个工具集而已。 三、Android 中集成 FFmpeg在 AndroidStudio 中选择创建一个 Native C++ 的项目。其实这也不是必须的，普通项目也可以通过配置来支持 C++ 。 最好在 app/build.gradle 中指定 NDK 的版本，否则可能会下载其他版本的 NDK 而浪费时间。 android { ndkVersion "24.0.8215888" sourceSets { main { jniLibs.srcDirs = ['jniLibs'] } } //... } 复制代码另外添加 jniLibs.srcDirs 的指向为了解决下面的异常，而且 jniLibs.srcDirs 指向什么目录都无所谓，但不加引入 so 时就会报错。官网说是 jniLibs 已经默认成为了目录，不需要指定 jniLibs.srcDirs ，但这里感觉莫名其妙，必须要指一下。 在 cpp 文件夹中处理 c++ 相关内容，jniLibs 文件夹放入文件编译的 so 库： CMakeLists 是构建的脚本，这里先使用 avcodec 打印一下配置信息，不过 ffmpeg 5.0 好像 avcodec 依赖了 swresample 和 avutil 模块。这里也需要添加一些，记得 4.2.7 的时候还不需要。 cmake_minimum_required(VERSION 3.18.1) project("tolyffmpeg") #引入头文件 include_directories(includes) # 定义当前 so 库 - 在 java 代码中加载 add_library(tolyffmpeg SHARED native-lib.cpp) # 添加 ffmpeg 的 avcodec、swresample、avutil 模块 start====== set(distribution_DIR ${CMAKE_SOURCE_DIR}/../jniLibs/${ANDROID_ABI}) add_library(avcodec SHARED IMPORTED) set_target_properties(avcodec PROPERTIES IMPORTED_LOCATION ${distribution_DIR}/libavcodec.so) add_library(swresample SHARED IMPORTED) set_target_properties(swresample PROPERTIES IMPORTED_LOCATION ${distribution_DIR}/libswresample.so) add_library(avutil SHARED IMPORTED) set_target_properties(avutil PROPERTIES IMPORTED_LOCATION ${distribution_DIR}/libavutil.so) # 添加 ffmpeg 的 avcodec、swresample、avutil 模块 end====== find_library(log-lib log) target_link_libraries( tolyffmpeg avcodec swresample avutil ${log-lib}) 复制代码 4. 构建产物点击小锤子，可以在 build 中看到一些构建产物，其中的 so 只会包含引入的相关模块： 默认情况下四种架构都会构建，可以在 app/build.gradle 中指定只构建哪些，比较支持的架构越多，应用体积越大。如下所示： 如下代码，引入了 libavcodec/avcodec.h 头文件，使用其中的 avcodec_configuration 方法获取信息，进行返回。 ---->[src/main/cpp/native-lib.cpp]---- #include #include extern "C"{ #include } extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_toly1994_tolyffmpeg_MainActivity_stringFromJNI( JNIEnv* env, jobject /* this */) { std::string hello = "Hello from C++"; return env->NewStringUTF(avcodec_configuration()); } 复制代码如下就是编译时的配置信息，通过 C++ 获取，返回给 Java 端，进行显示。 这就是最基本的利用 NDK 编译 FFmpeg 动态链接库。其实仔细想想，项目中的 C++ 文件也是被 NDK 编译成 libtolyffmpeg.so 库，才能被 Java 所调用。 最后用官网的几句话收尾：Android NDK 是一组使您能将 C 或 C++（“原生代码”）嵌入到 Android 应用中的工具。 NDK 将 C 和 C++ 代码编译到原生库中，然后使用 Android Studio 的集成构建系统 Gradle 将原生库打包到 APK 中。Java 代码随后可以通过 Java 原生接口 (JNI) 框架调用原生库中的函数。 @张风捷特烈 2022.05.25 未允禁转 我的公众号:编程之王 我的 掘金主页 : 张风捷特烈 我的 B站主页 : 张风捷特烈 我的 github 主页 : toly1994328 |
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