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NDK SO 库开发与使用中的 ABI 构架选择

NDK SO 库开发与使用中的 ABI 构架选择

作者: Bugtags | 来源:发表于2016-06-12 19:12 被阅读397次

    Bugtags V1.2.7 引入了 NDK SO 库,在集成的时候,遇到不同的 SO 库打包到 APK 时,安装在某些机器上,出现 java.lang.UnsatisfiedLinkError 加载失败。

    为此,深究了一下原理,和给出了解决方案。

    原理

    Android 系统本质是一个经过改造的 Linux 系统。最早,Android 系统只支持 ARMv5 的 CPU 构架,随着 Android 系统的发展,又加入了 ARMv7 (2010), x86 (2011), MIPS (2012), ARMv8, MIPS64 和 x86_64 (2014)。

    每一种 CPU 构架,都定义了一种 ABI(Application Binary Interface),ABI 决定了二进制文件如何与系统进行交互。

    一般情况下,你不需要关注这些。当你的 APP 中用到了些包含 SO 库第三方库,或者自己使用 NDK 来实现了某些功能,你就需要认真阅读接下来的教程。

    NDK SO 支持不同的 CPU 构架

    在使用 NDK 开发包含 c/c++ 代码的 SO 库的时候,你可以选择输出支持如下 ABI CPU 构架:

    armeabi
    armeabi­v7a
    arm64­v8a
    x86
    x86_64
    mips
    mips64
    

    Bugtags 的 NDK 库支持如上所有的 CPU 构架:

    other-ndk

    上面的这个开发者提供的库,就只支持 armeabi。

    其实一般情况下,是没有问题的,x86 的设备,也会兼容 armeabi 的 SO 库。

    合并打包到 APK 中

    如果不做任何设置,Android 的构建系统会把这些来自不同开发者的 SO 库都合并在一起,打进 APK 压缩包中。

    ├── AndroidManifest.xml
    ├── classes.dex
    ├── lib
    │   ├── arm64-v8a
    │   │   └── libBugtags.so
    │   ├── armeabi
    │   │   ├── libhyphenate.so
    │   │   └── libBugtags.so
    │   ├── armeabi-v7a
    │   │   └── libBugtags.so
    │   ├── mips
    │   │   └── libBugtags.so
    │   ├── mips64
    │   │   └── libBugtags.so
    │   ├── x86
    │   │   └── libBugtags.so
    │   └── x86_64
    │       └── libBugtags.so
    ├── res
    

    系统安装 APK

    根据官方 ndk-abi 文档, Android 系统在安装一个 APK 的时候,会考虑当前的设备的 CPU 构架和配置(称为所谓的 primary-abi 和 secondary-abi),去该 APK 文件的对应文件夹去寻找 SO 库。

    假设当前设备是 x86 机器,会优先去 lib/x86 文件夹下寻找 SO 库:

    lib/<primary-abi>/lib<name>.so
    

    如果找不到,同时定义了 secondary-abi,则去如下文件夹寻找:

    lib/<secondary-abi>/lib<name>.so
    

    如果找到了,就将文件拷贝到 APK 的安装目录的如下文件夹中:

     /lib/lib<name>.so
    

    找不到对应的 SO,安装正常,但是当这个 SO 在运行时被使用时,会崩溃。

    问题来了

    可能你已经发现问题了,当一个 APK 是这种情况:

    ├── AndroidManifest.xml
    ├── classes.dex
    ├── lib
    │   ├── arm64-v8a
    │   │   └── libBugtags.so
    │   ├── armeabi
    │   │   ├── libhyphenate.so
    │   │   └── libBugtags.so
    │   ├── armeabi-v7a
    │   │   └── libBugtags.so
    │   ├── mips
    │   │   └── libBugtags.so
    │   ├── mips64
    │   │   └── libBugtags.so
    │   ├── x86
    │   │   └── libBugtags.so
    │   └── x86_64
    │       └── libBugtags.so
    ├── res
    

    同时 APK 被安装到一个 x86 的设备上的时候,以上的寻找过程,将会失败,运行时,将出现如下报错:

    D/xxx   (10674): java.lang.UnsatisfiedLinkError: dalvik.system.PathClassLoader[DexPathList[[zip file "/data/app/xxx-2/base.apk"],nativeLibraryDirectories=[/data/app/xxx-2/lib/x86, /vendor/lib, /system/lib]]] couldn't find "libirdna_sdk.so"
    D/xxx   (10674):     at java.lang.Runtime.loadLibrary(Runtime.java:366)
    

    此处,笔者有点费解,既然在 x86 文件夹中找不到,应该去 armeabi 文件夹中自动寻找啊,此处留一个 TODO,需要接下来去确认是否是某些机器的原因。

    解决方案

    准则

    NDK SO 开发者应该遵循一个准则:支持所有的平台,否则将会搞砸你的用户。

    NDK SO 使用者应该遵循一个准则:要么支持所有平台,要么都不支持。

    然而,事与愿违,因为种种原因(遗留 SO、芯片市场占有率、APK 包大小等),并不是所有人都遵循这样的原则。

    折中方案

    Android Studio

    • Android Gradle 插件中,可以使用如下方式对 abi 进行过滤:
    android {
        ...
    
        defaultConfig {    
            ...
            ndk {
                // 设置支持的 SO 库构架,注意这里要根据你的实际情况来设置
                abiFilters 'armeabi'// 'armeabi-v7a', 'arm64-v8a', 'x86', 'x86_64', 'mips', 'mips64'
            }
        }
        
    }
    

    关键行:

    abiFilters 'armeabi'// 'armeabi-v7a', 'arm64-v8a', 'x86', 'x86_64', 'mips', 'mips64'
    

    根据你的 APP 中使用的 SO 库所支持的构架具体情况,你可以进行具体设置。最终输出的 apk 中,将会包含你所选择的 abi。

    像前面举出的例子,就应该只允许 armeabi。

    • 如果在添加 “abiFilter” 之后 Android Studio 出现以下提示:
    NDK integration is deprecated in the current plugin. Consider trying the new experimental plugin
    

    则在项目根目录的 gradle.properties 文件中添加:

        android.useDeprecatedNdk=true
    

    Eclipse

    Eclipse 中,你需要手动控制你的工程中的这个文件夹里面的内容:

    eclipse-libs

    以达到上述的原则,使得在不同的构架的设备上运转正常。

    参考文献

    What you should know about .so files

    关于Android的.so文件你所需要知道的)

    ABI Management

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