Android NDK: Hướng Dẫn Toàn Diện Cho Lập Trình Viên C/C++

Native Development Kit (NDK) là một bộ công cụ mạnh mẽ cho phép bạn nhúng code C/C++ vào ứng dụng Android. Điều này mở ra cánh cửa cho việc tối ưu hóa hiệu suất, tái sử dụng code và truy cập trực tiếp vào phần cứng thiết bị. Bài viết này cung cấp hướng dẫn chi tiết về cách sử dụng NDK, từ cài đặt đến tích hợp vào dự án Android của bạn.

NDK không phải là lựa chọn duy nhất cho mọi dự án. Đối với các ứng dụng đơn giản, việc sử dụng Java và các API framework của Android có thể là đủ. Tuy nhiên, NDK trở nên vô giá trị trong các trường hợp sau:

  • Tối ưu hóa hiệu suất: Khi ứng dụng của bạn yêu cầu hiệu suất cao, độ trễ thấp hoặc xử lý tính toán phức tạp (ví dụ: trò chơi, mô phỏng vật lý), C/C++ có thể mang lại lợi thế đáng kể.
  • Tái sử dụng code: Nếu bạn đã có thư viện C/C++ hoặc muốn sử dụng các thư viện của bên thứ ba, NDK cho phép bạn tích hợp chúng vào ứng dụng Android.
  • Truy cập phần cứng: NDK cung cấp quyền truy cập trực tiếp vào các thành phần phần cứng của thiết bị, chẳng hạn như cảm biến và màn hình cảm ứng.

Sử dụng Android Studio 2.2 trở lên, bạn có thể sử dụng NDK để biên dịch code C/C++ thành thư viện native và đóng gói nó vào APK bằng Gradle, hệ thống build của IDE. Các hàm trong thư viện native có thể được gọi từ code Java thông qua JNI (Java Native Interface). Tìm hiểu thêm về Gradle và hệ thống build của Android.

CMake là công cụ build mặc định trong Android Studio để biên dịch các thư viện native. Android Studio cũng hỗ trợ ndk-build cho các dự án cũ. Tuy nhiên, nếu bạn đang tạo thư viện native mới, bạn nên sử dụng CMake.

Hướng dẫn này sẽ cung cấp cho bạn những kiến thức cần thiết để bắt đầu với NDK trong Android Studio. Nếu bạn chưa có phiên bản Android Studio mới nhất, hãy tải xuống và cài đặt tại trang chủ Android Developers.

Tải NDK và Các Công Cụ Hỗ Trợ

Để biên dịch và gỡ lỗi code native cho ứng dụng, bạn cần cài đặt các thành phần sau:

  • Android NDK (Native Development Kit): Bộ công cụ cho phép bạn sử dụng code C/C++ trong ứng dụng Android.
  • CMake: Công cụ build bên ngoài hoạt động cùng với Gradle để xây dựng thư viện native. (Không bắt buộc nếu bạn sử dụng ndk-build).
  • LLDB: Trình gỡ lỗi được Android Studio sử dụng để gỡ lỗi code native.

Bạn có thể cài đặt các thành phần này thông qua SDK Manager:

  1. Mở Android Studio, chọn Tools > Android > SDK Manager.
  2. Chọn tab SDK Tools.
  3. Tích vào các ô bên cạnh LLDB, CMakeNDK, như hình dưới đây:

Cài đặt LLDB, CMake, và NDK từ SDK ManagerCài đặt LLDB, CMake, và NDK từ SDK Manager

  1. Chọn Apply, sau đó chọn OK.
  2. Sau khi cài đặt hoàn tất, chọn Finish, sau đó chọn OK.

Tạo hoặc Nhập Dự Án Native

Với Android Studio, bạn có thể tạo một project mới hỗ trợ C/C++. Hoặc bạn có thể thêm code native vào một dự án hiện có bằng cách thực hiện các bước sau:

  1. Tạo các file nguồn native mới: Thêm các file C/C++ vào project Android của bạn.

    • Bạn có thể bỏ qua bước này nếu bạn đã có code native hoặc muốn nhập từ một thư viện bên ngoài.
  2. Tạo script build CMake: Script này hướng dẫn CMake cách build các file nguồn native thành thư viện. Bạn cũng có thể sử dụng script này để liên kết với các thư viện có sẵn.

    • Bạn có thể bỏ qua bước này nếu thư viện native của bạn đã có script build hoặc sử dụng ndk-build và bao gồm script build trong jni/.
  3. Liên kết Gradle với thư viện native: Cung cấp đường dẫn đến script CMake hoặc ndk-build. Gradle sẽ sử dụng script này để build code native và đóng gói thư viện native (.so file) vào APK.

Lưu ý: Nếu dự án của bạn đang sử dụng công cụ ndkCompile, bạn nên mở file gradle.properties và xóa dòng code sau trước khi cấu hình Gradle để sử dụng CMake hoặc ndk-build:

android.useDeprecatedNdk = true

Build và chạy ứng dụng bằng cách chọn Run từ thanh menu chính. Gradle sẽ thêm quy trình CMake hoặc ndk-build như một bước phụ thuộc để biên dịch, build và đóng gói thư viện native vào APK. Khi ứng dụng chạy trên thiết bị thật hoặc thiết bị ảo, bạn có thể sử dụng Android Studio để gỡ lỗi ứng dụng.

Để tìm hiểu thêm về NDK và các thành phần của nó, hãy theo dõi phần tiếp theo. Cảm ơn bạn đã đọc!

Nguồn tham khảo: Android NDK documentation