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ARTIGOS:Android NDK - Desmistificando o acesso a códigos nativos em C

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"Acredito que quase todo usuário da plataforma Android provavelmente já questionou como é possível algumas aplicações gráficas apresentarem tamanha performance, mesmo com modelos de equipamentos que apresentam o mais modesto hardware e/ou versão do Android? O NDK (Native Development Kit) é a resposta para todas estas dúvidas e muitas outras."

Introdução

O Android NDK proporciona o recurso de acesso direto à GPU utilizando OpenGL ( viva \o/ ), logo torna-se possível a utilização de recursos como vertex, shaders e fragment shaders. Recursos fundamentais para os efeitos especiais em aplicações gráficas, sem contar no facilitador em termos de trabalho para os desenvolvedores.

O Android NDK é o segundo kit de desenvolvimento disponível para programadores interessados no sistema operacional Android. O kit convencional é o Android SDK (Software Development Kit), onde o programador desenvolve na linguagem Java (já mencionada aqui).

Android big.jpg

Com o NDK é possível escrever bibliotecas em C ou C++, sem mistério e com muita rapidez, e integrá-las em aplicativos Java sem a necessidade de magia-negra, o que deriva em ganho de produtividade na elaboração do aplicativo. Em contrapartida, pode-se perder a portabilidade. Pois smartphones Android usam uma ampla variedade de processadores, e bibliotecas nativas. Com isto talvez seja necessário a recompilação dos executáveis, ao contrário do aplicativos 100% escrito em Java.

Download e instalação

O NDK deve ser obtido na página oficial do Android, ou seja:

Quando este documento foi elaborado, para efetuar o download, foi preciso apenas o comando a seguir. Entretanto claro, este link mudará conforme os próximo release e/ou versão.

Após o download, descompacte o pacote conforme o exemplo abaixo:

$ tar -jxvf android-ndk-r5b-linux-x86.tar.bz2

Pronto! Neste etapa o Android NDK foi instalado com sucesso (difícil não)!

Mão na massa! Criando o Hello Word com JNI A técnica de abstração de funções C e/ou classes em C++ é denominada JNI, ou Java Native Interface, é um padrão de programação que permite que a máquina virtual da linguagem Java acesse bibliotecas construídas com o código nativo de um sistema. Junto ao recurso do NDK para compilação cruzada, céu é o limite para as pessoas que não conhecem os seus limites.

Na nova janela de diálogo, selecione a opção Android Project.


Chega de blá-blá-blá e começaremos agora a colocar a mão na massa, selecionando a opção File->New->Project conforme a figura abaixo.

Ndk1.png

Na nova janela de diálogo, selecione a opção Android Project.

Ndk2.png

Logo a seguir, informe o nome do projeto no EditBox project name, selecione o item "Create new project in workspace", habilite o item "Use default location" para criar no workspace padrão e por fim a versão do SDK. Na figura a seguir veremos um exemplo ilustrativo.

Ndk3.png

Informe o nome da aplicação, o nome do pacote e também o nome da Acticity.

Ndk4.png

Edite o arquivo main.xml localizado na pasta layout, conforme o exemplo abaixo:

Ndk5.png

Altere a classe HelloNDK conforme o exemplo abaixo, onde a função nativa sayHello() retorna uma string java que posteriormente será exibida na aplicação. Reparem que a chamada da biblioteca nativa hellondk é efetuada com System.loadLibrary.

package com.cabelo.hellondk;

import android.app.Activity; import android.os.Bundle; import android.widget.TextView; public class HelloNDK extends Activity { TextView txtHello; @Override public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

  super.onCreate(savedInstanceState);
  setContentView(R.layout.main);
  txtHello = (TextView) findViewById(R.id.txtHello);
  String hello = sayHello();
  txtHello.setText(hello);
  }

public native String sayHello(); static {

  System.loadLibrary("hellondk");
  }
}

Salve o projeto e no modo console (\o/ viva!), entre na pasta do projeto com o comando cd.

$ cd ~/workspace/olaNDK/

Utilizaremos o javah, um gerador de arquivos header para integração a código nativo em C. Este programa possibilita que programas escritos em Java façam chamadas de procedimentos escritos em C. A sua sintaxe é composta do arquivo de saída precedido da classe java como no exemplo abaixo:

$ javah -o hellondk.h -classpath bin com.cabelo.hellondk.HelloNDK

Agora crie a pasta jni e mova o arquivo .h criado anteriormente para a pasta recém-criada.

$ mkdir jni
$ mv hellondk.h jni/

Entre na pasta jni e cria o arquivo Application.mk informando a arquitetura de processador a utilizar.

$ cd jni/
$ echo "APP_ABI := armeabi armeabi-v7a" > Application.mk

A seguir, crie também o arquivo Android.mk com o conteúdo do exemplo abaixo.

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_DEFAULT_CPP_EXTENSION := cpp
LOCAL_MODULE := hellondk
LOCAL_SRC_FILES := hellondk.cpp

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

Agora falta criar apenas o arquivo hellondk.cpp, cujo conteúdo é na integra a abstração C em Java, ou seja, como prova de conceito, retornaremos uma string java oriunda da junção sayHello. No exemplo a seguir, o conteúdo do arquivo hellondk.cpp.

#include <hellondk.h>

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_cabelo_hellondk_HelloNDK_sayHello(JNIEnv *env, jobject obj){

                 return env->NewStringUTF("Viva o Linux com NDK!");
}

Para compilar, basta utilizar o script ndk-build no NDK:

$ /dados/neti/programas64/android-ndk-r5/ndk-build

StaticLibrary  : libstdc++.a
SharedLibrary  : libhellondk.so
Install  : libhellondk.so => libs/armeabi/libhellondk.so
StaticLibrary  : libstdc++.a
SharedLibrary  : libhellondk.so

Install  : libhellondk.so => libs/armeabi-v7a/libhellondk.so

Pronto, agora basta voltar no Eclipse, abrir o aplicativo Java e executá-lo. Se tudo estiver funcionando corretamente, teremos um resultado conforme a imagem a seguir...

Ndk7.png

Espero que este documento ajude a desmistificar o uso do NDK na plataforma Android, principalmente para os iniciantes. Como sempre menciono... Colaborar atrai amigos, competir atrai inimigos...

Sobre o autor: http://www.netitec.com.br/alessandro