rust 开发编译 Android 动态库实践

作者: glumes | 来源:发表于2019-05-24 16:52 被阅读0次

rust 开发编译 Android 动态库实践
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最近关注了一波 rust，一门目前还比较小众但却很强大的编程语言，官网地址如下：

https://www.rust-lang.org/

rust 的学习曲线比较陡峭，在开始学习之前建议看看王垠的这篇文章《如何掌握所有的编程语言》，地址如下:

https://www.yinwang.org/blog-cn/2017/07/06/master-pl

学习语言，重要的是掌握其语言特性。

王垠举了一些语言特性的例子：

变量定义
算术运算
for 循环语句，while 循环语句
函数定义，函数调用
递归
静态类型系统
类型推导
lambda 函数
面向对象
垃圾回收
指针算术
goto 语句

看着这些特性是不是很像一些编程语言书的目录🤔

在学习 rust 的时候也可以照着这些语言特性去对比自己是否掌握了。

那么 rust 到底强大在哪里？在 Kotlin 刚出的时候宣传的点就是空安全，弥补 Java 在这方面的不足。而 rust 可以说对比的是 C++，弥补 C++ 在空指针和野指针（悬垂指针）方面的不足，当然 rust 的优势还不足如此。

以下是来自维基百科的介绍，有些特性我暂时还没体验过，先摘录一波：

Rust 是由 Mozilla 主导开发的通用、编译型编程语言。。设计准则为“安全、并发、实用”，支持函数式、并发式、过程式以及面向对象的编程风格。

目前国内也已经有一些团队在用 rust 进行开发了，可以在观望一波后，再决定是否投入精力入坑~~~

rust 编译 so 实践

下面是用 rust 编译 Android 动态库实践，主要参考了 Mozilla 给的例子，具体链接在后面。

安装 rust

首先是安装 rust ，通过如下命令安装：

curl https://sh.rustup.rs -sSf | sh

然后通过如下命令输出 rust 版本以及验证是否安装成功。

rustc --version

配置 rust 交叉编译

确保 Android 的 sdk 目录配置到了系统环境中。

export ANDROID_HOME=/Users/$USER/Library/Android/sdk
export NDK_HOME=$ANDROID_HOME/ndk-bundle

然后执行如下命令：

mkdir NDK
${NDK_HOME}/build/tools/make_standalone_toolchain.py --api 26 --arch arm64 --install-dir NDK/arm64
${NDK_HOME}/build/tools/make_standalone_toolchain.py --api 26 --arch arm --install-dir NDK/arm
${NDK_HOME}/build/tools/make_standalone_toolchain.py --api 26 --arch x86 --install-dir NDK/x86

主要是执行 ndk-bundle 目录下的 python 脚本，该脚本在 NDK 目录中去创建 arm64、arm、x86 架构平台的编译环境。

在把环境添加到 rust 的配置中。

创建 cargo-config.toml 文件，输入如下内容：

[target.aarch64-linux-android]
ar = "<path>/NDK/arm64/bin/aarch64-linux-android-ar"
linker = "<path>/NDK/arm64/bin/aarch64-linux-android-clang"

[target.armv7-linux-androideabi]
ar = "<path>/NDK/arm/bin/arm-linux-androideabi-ar"
linker = "<path>/NDK/arm/bin/arm-linux-androideabi-clang"

[target.i686-linux-android]
ar = "<path>/NDK/x86/bin/i686-linux-android-ar"
linker = "<path>/NDK/x86/bin/i686-linux-android-clang"

记得把 <path> 替换成 NDK 文件夹所在的路径。

然后执行：

cp cargo-config.toml ~/.cargo/config

把 cargo-config.toml 移动到 ~/.cargo/ 目录下。

再执行如下命令：

rustup target add aarch64-linux-android armv7-linux-androideabi i686-linux-android

以上就完成了交叉编译环境的配置。

rust 开发及编译

现在要涉及到具体的 rust 开发了，推荐使用 JetBrains 系列的 IntelliJ IDEA ，无需激活，使用社区版就行，安装 rust 插件就可以愉快地编写代码了。

执行以下命令创建工程目录：

mkdir rust-android
cd rust-android

然后创建 rust 项目：

cargo new rust --lib
cd rust

rust 代表创建的项目所在文件夹名字。

--lib 代表我们创建的是一个库项目，而不是一个执行的二进制文件。

项目结构图如下：

image

结构很简单，就两个文件，本篇文章也不会自己去新增文件，当然肯定是会有编译文件出现的。

Cargo.toml 就相当于 Android 中的 build.gradle ，一些第三方库都是通过这里去引用的。

lib.rs 就是具体编写代码的地方了。

首先要在 Cargo.toml 中去添加一些内容：

[dependencies]
# 添加 jni 依赖，并指定版本
jni = { version = "0.10.2", default-features = false }

[profile.release]
lto = true

[lib]
# 编译的动态库名字
name = "rust"
# 编译类型 cdylib 指定为动态库
crate-type = ["cdylib"]

关于添加的内容含义如上注释，主要是添加了 jni 依赖和指定编译，有了 jni 依赖才能够让 Android 项目代码调用到 so 动态库的内容。

接下来就是编写 rust 代码了。

// 指定 os 类型
#![cfg(target_os = "android")]
// 允许不是 snake_case 的命令方式
#![allow(non_snake_case)]

// 引用标准库的一些内容
use std::ffi::{CString, CStr};
// 引用 jni 库的一些内容，就是上面添加的 jni 依赖
use jni::JNIEnv;
use jni::objects::{JObject, JString};
use jni::sys::jstring;

#[no_mangle]
// jni 函数调用的头
pub unsafe extern fn Java_com_glumes_rust_MainActivity_hello(
    env: JNIEnv, _: JObject, j_recipient: JString) -> jstring {
    // 将 Android 上层传来的字符串转出 rust 中的字符串变量
    let recipient = CString::from(
        CStr::from_ptr(
            env.get_string(j_recipient).unwrap().as_ptr()
        )
    );
    // 返回一个新的字符串
    let output = env.new_string("hello".to_owned() + recipient.to_str().unwrap()).unwrap();
    output.into_inner()
}

抛开 rust 具体语法不看，代码内容也很简单，传一个字符串，返回一个新的字符串。

接下来就是执行具体的编译：

cargo build --target aarch64-linux-android --release
cargo build --target armv7-linux-androideabi --release
cargo build --target i686-linux-android --release

分别执行上面三个命令，会分别构建三个不同平台的 so 库。

然后把 so 库替换到 Android 项目的 jniLibs 具体文件夹就好了。