[Android] Android NDK (Native Development Kit)

📣 Android NDK (Native Development Kit)

• NDK(Native Development Kit)는 Android에서 C 및 C++ 코드를 사용할 수 있게 해주는 일련의 도구 모음으로, 네이티브 액티비티를 관리하고 센서 및 터치 입력과 같은 물리적 기기 구성요소에 액세스하는 데 사용할 수 있는 플랫폼 라이브러리를 제공합니다.

• Android 스튜디오 2.2 이상을 사용하면 C 및 C++ 코드를 네이티브 라이브러리로 컴파일하고 IDE의 내장 빌드 시스템인 Gradle을 사용하여 APK로 패키징할 때 NDK를 이용할 수 있습니다.

• Android 스튜디오에서 네이티브 라이브러리를 컴파일하는 기본 빌드 도구는 CMake입니다.

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💡 Android NDK (Native Development Kit) TIP

• JNI는 Java Native Interface의 약어입니다. Android가 Java 또는 Kotlin 프로그래밍 언어로 작성된 관리 코드에서 컴파일하는 바이트코드가 C/C++로 작성된 네이티브 코드와 상호 작용할 수 있는 방법을 정의합니다. JNI는 공급업체 중립적이고, 동적 공유 라이브러리에서 코드를 로드할 수 있도록 지원합니다.

• Java 프로그래밍 언어는 UTF-16을 사용합니다. 편의상, JNI는 Modified UTF-8에서도 작동하는 메서드를 제공합니다.

📄 JNI (Java Native Interface) Data Type

/* Primitive types that match up with Java equivalents. */
typedef uint8_t  jboolean; /* unsigned 8 bits */
typedef int8_t   jbyte;    /* signed 8 bits */
typedef uint16_t jchar;    /* unsigned 16 bits */
typedef int16_t  jshort;   /* signed 16 bits */
typedef int32_t  jint;     /* signed 32 bits */
typedef int64_t  jlong;    /* signed 64 bits */
typedef float    jfloat;   /* 32-bit IEEE 754 */
typedef double   jdouble;  /* 64-bit IEEE 754 */

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🔨 Android NDK (Native Development Kit) Installation

📷 NDK Installation Image 001	📷 NDK Installation Image 002

1. 열려 있는 프로젝트의 기본 메뉴에서 Tools > Android > SDK Manager를 선택합니다.

2. SDK Tools 탭을 클릭합니다.

3. 그림에서와 같이 LLDB, CMake, NDK 옆에 있는 체크박스를 선택합니다.

4. Apply를 클릭한 후 다음 대화상자에서 OK를 클릭합니다.

5. 설치가 완료되면 Finish와 OK를 차례로 클릭합니다.

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🔨 How To Use Android NDK (Native Development Kit)

1. Java 파일 내에서 표준 System.loadLibrary를 사용하여 공유 라이브러리에서 C++ 코드를 불러옵니다.

📄 Android NDK (Native Development Kit) Source Code 001

    // Used to load the 'Here NDK File Name' library on application startup.
    static {
        System.loadLibrary("Here NDK File Name");
    }

2. C++ Native File 내에 정의 된 Method를 사용할 수 있도록 Java 파일 내에 선언합니다. [Access Modifier] native [Return Type] Method Name (Parameters)의 형식으로 정의합니다.

📄 Android NDK (Native Development Kit) Source Code 002

      /*
      * A native method that is implemented by the 'Here NDK File Name' native library,
      * which is packaged with this application.
      */

    public native String stringFromJNI();
    public native double doubleFromJNI();
    public native int addTargetFromJNI(int left, int right);

3. C++ Native File을 열어서 #include <jni.h> 선언하고 extern "C" JNIEXPORT [JNI RETURN TYPE] JNICALL을 함수 정의 위에 작성합니다. 이후 Java_[ANDROID_PACKGE_PATH]_[ACTIVITY_NAME]_[METHOD NAME](JNIEnv * env, jobject instance, [OPTIONAL]) 의 형태로 함수를 정의합니다.

📄 Android NDK (Native Development Kit) Source Code 003

#include <jni.h>
#include <string>
#include <iostream>

extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_example_myapplication_MainActivity_stringFromJNI(JNIEnv * env, jobject instance) {
    // MARK: JNIEnv*는 VM을 가리키는 포인터이고 jobject는 자바 측으로부터 전달된 암시적 this 객체를 가리키는 포인터입니다.
    std::string hello = "Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());
} extern "C"

JNIEXPORT jdouble JNICALL
Java_com_example_myapplication_MainActivity_doubleFromJNI(JNIEnv *env, jobject instance) {
    return 3.14;
} extern "C"

JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_example_myapplication_MainActivity_addTargetFromJNI(JNIEnv *env,  jobject instance, jint left, jint right) {
    return left + right;
} extern "C";

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📣 REFERENCE

• Android REFERENCE URL