安卓so库你应该注意的事

全栈程序员站长

发布于 2022-06-24 21:51:31

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发布于 2022-06-24 21:51:31

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

在这公司那么久也没有弄过ndk开发，作为一个做刷卡头和蓝牙pos的安卓开发程序员这点还是很蛋疼，然后现在重新做一个新的项目，因为以前的so库是放在armeabi文件夹下面的，所以不管是安卓4.4以下还是5.0+是都可以用的，然后里面加了下分享的功能，微信和qq分享还好没有so库，但是新浪微博的就不一样了，里面有7中cpu架构文件，再加上百度的定位，操蛋的事情就发生了，如果删除其他文件夹然后新浪分享时异常，还好百度定位的没有崩溃，然后全部保留吧，硬件连接又出错，果断和硬件厂商联系了下，叫他们提供so库，因为so库为二进制码技术有限不能逆向再重新生成多so库。

下面就来扯一下安卓cpu

早期的Android系统几乎只支持ARMv5的CPU架构，你知道现在它支持多少种吗？7种！

Android系统目前支持以下七种不同的CPU架构：ARMv5，ARMv7 (从2010年起)，x86 (从2011年起)，MIPS (从2012年起)，ARMv8，MIPS64和x86_64 (从2014年起)，每一种都关联着一个相应的ABI。

应用程序二进制接口（Application Binary Interface）定义了二进制文件（尤其是.so文件）如何运行在相应的系统平台上，从使用的指令集，内存对齐到可用的系统函数库。在Android 系统上，每一个CPU架构对应一个ABI：armeabi，armeabi-v7a，x86，mips，arm64- v8a，mips64，x86_64。

在2011年11月，ARM公司发布了新一代处理器64位架构ARMv8的部分技术细节（也就是我们常说的Cortex-A57A53），代表着未来移动处理器迈入64位行列。我们得明确一点，ARM公司自己本身并没有64位芯片设计技术，他是通过了收购MIPS64处理器架构的部分技术使用权，再结合ARM的一些特性设计出来的。也就是说：MIPS、ARM、X86三大架构中，唯一没有64位技术的ARM，通过收购MIPS的形式得到了64位。

armeabi-v7a armeabi arm64-v8a

armeabi就是针对普通的或旧的arm v5 cpu，armeabi-v7a是针对有浮点运算或高级扩展功能的arm v7 cpu。

armeabi-v7a（32位ARM设备），arm64-v8a（64位ARM设备）

所谓的ARMv8架构，就是在MIPS64架构上增加了ARMv7架构中已经拥有的的TrustZone技术、虚拟化技术及NEON advanced SIMD技术等特性，研发成的。

64位ARMv8架构中包含两个执行状态：AArch32（也就是我们常说的ARMv7）和AArch64（ARMv8）。AArch64执行状态针对64位处理技术，引入了一个全新指令集A64（也就是基于收购的MIPS64架构），而AArch32执行状态将支持现有的ARM指令集。所以64位的ARM处理器中同时包含着32位的ARMv7和64位的ARMv8两种架构。因此：

看到这里，你一定明白了，ARM64位处理器和电脑的64位处理器是两个截然不容的概念，他并不是64位就能原生向下兼容32位程序，而是通过64位处理器中集成的32位架构来运行32位程序。说得通俗点，它不是以64位形态来运行32位程序，却是以32位的形态运行32位程序的。

由于目前新出的64位处理器包含两个架构，而且制程技术没有提升（28nm），同时在手机与平板上，芯片面积有着严格的限定，不能过分增加，这导致64位ARM处理器平均分配到每个架构的晶体管数量锐减，也就是说从64位处理器中的32位架构方面，对于同规格的32位处理器而言，不但没有提高，性能反而是一定规模下降的。但处理器厂家又必须给消费者一个交代，以更好的推广64位，所以厂家就必须在其他方面提升性能，以弥补CPU的晶体管数量减少带来的损失。比如：更换性能更强的GPU、提升内存带宽、多核心虚拟单颗核心提升单核性能、联合跑分软件商修改跑分权重（提升GPU分数，降低CPU分数的权重）等等。这样，扬长避短，最终到达消费者手里，用跑分软件一跑，确实有提升，用户开心，厂家腰包也鼓了。

综上所述，ARM64位处理器从严格意义来说，叫它ARM32+64更加贴切，他相对于ARM32位处理器，有倒退的地方，也有进步的余地，但正因为倒退激起了ARM进取的决心，让它大刀阔斧的向前变革，不得不说也算一种进步。但ARM64在的手机上真的有用吗？我只能说，目前确实没啥用，但今后或许有。（其他地方搜罗的）

真正的64位手机并不止单纯停留在处理器上，如果只因为它的处理器是64位，就称其为64位手机的话，我们可以毫不犹疑的说这可能是虚假宣传，好在联想很聪明，在发布A678t和A805e宣传的时候，只说64位处理器手机。 “64位处理器手机”与“64位手机”是两种天壤之别的概念：只要是处理器包含64架构位的，就可以称“64位处理器手机”，这种手机也许还运行不了64位程序，只是用来抢占市场，和32位手机比起来优势并不明显。 “64位手机”就不同了：它包含着64位处理器、64位标准系统、64位安卓虚拟机、以及64位程序，这才是真正意义上的64位手机！谷歌官方曾说，安卓很早前就支持64位了，这话不假，从Android4.0到Android4.4，安卓系统都支持64位的硬件，但是这仅仅表示底层驱动支持64位，能运行在64位的硬件之上，仅此而已。然而，上层运行软件的，无论是Dalvik的虚拟机，还是ART虚拟机都是32位的。也就是说，只要你的手机系统是Android4.0—4.4，即便你的处理器是64位，也只能在32位虚拟机下运行32位程序，就算真的64位程序摆在你眼前，也无法安装。 Android L开始才真正支持32位和64位的ART虚拟机，配合上64位处理器，名正言顺的运行64位软件。但是问题又来了，没有软件商愿意开发64位程序。我有几个搞安卓开发的朋友，都明确表示永远不涉足64位安卓程序开发，这又是为什么呢？ ARMv8是一套不错的指令集，它既支持未来的64位程序，也向下兼容现有32位程序。有了ARMv8的支撑，以后的64位手机操作系统，如Android L 64bit都可以简单、高效地支持现有的32位App，你不用担心兼容性问题。

为什么你需要重点关注.so文件

如果项目中使用到了NDK，它将会生成.so文件，因此显然你已经在关注它了。如果只是使用Java语言进行编码，你可能在想不需要关注.so文件了吧，因为Java是跨平台的。但事实上，即使你在项目中只是使用Java语言，很多情况下，你可能并没有意识到项目中依赖的函数库或者引擎库里面已经嵌入了.so文件，并依赖于不同的ABI。

例如，项目中使用RenderScript支持库，OpenCV，Unity，android-gif-drawable，SQLCipher等，你都已经在生成的APK文件中包含.so文件了，而你需要关注.so文件。

Android应用支持的ABI取决于APK中位于lib/ABI目录中的.so文件，其中ABI可能是上面说过的七种ABI中的一种。

Native Libs Monitor 这个应用可以帮助我们理解手机上安装的APK用到了哪些.so文件，以及.so文件来源于哪些函数库或者框架。

当然，我们也可以自己对app反编译来获取这些信息，不过相对麻烦一些。

很多设备都支持多于一种的ABI。例如ARM64和x86设备也可以同时运行armeabi-v7a和armeabi的二进制包。但最好是针对特定平台提供相应平台的二进制包，这种情况下运行时就少了一个模拟层（例如x86设备上模拟arm的虚拟层），从而得到更好的性能（归功于最近的架构更新，例如硬件fpu，更多的寄存器，更好的向量化等）。

我们可以通过Build.SUPPORTED_ABIS得到根据偏好排序的设备支持的ABI列表。但你不应该从你的应用程序中读取它，因为 Android包管理器安装APK时，会自动选择APK包中为对应系统ABI预编译好的.so文件，如果在对应的lib／ABI目录中存在.so文件的话。

App中可能出错的地方

处理.so文件时有一条简单却并不知名的重要法则。

你应该尽可能的提供专为每个ABI优化过的.so文件，但要么全部支持，要么都不支持：你不应该混合着使用。你应该为每个ABI目录提供对应的.so文件。

当一个应用安装在设备上，只有该设备支持的CPU架构对应的.so文件会被安装。在x86设备上，libs/x86目录中如果存在.so文件的话，会被安装，如果不存在，则会选择armeabi-v7a中的.so文件，如果也不存在，则选择armeabi目录中的.so文件（因为x86设备也支持armeabi-v7a和armeabi）。

其他地方也可能出错

当你引入一个.so文件时，不止影响到CPU架构。我从其他开发者那里可以看到一系列常见的错误，其中最多的是”UnsatisfiedLinkError”，”dlopen: failed”以及其他类型的crash或者低下的性能：

使用android-21平台版本编译的.so文件运行在android-15的设备上

使用NDK时，你可能会倾向于使用最新的编译平台，但事实上这是错误的，因为NDK平台不是后向兼容的，而是前向兼容的。推荐使用app的minSdkVersion对应的编译平台。

这也意味着当你引入一个预编译好的.so文件时，你需要检查它被编译所用的平台版本。

混合使用不同C++运行时编译的.so文件

.so文件可以依赖于不同的C++运行时，静态编译或者动态加载。混合使用不同版本的C++运行时可能导致很多奇怪的crash，是应该避免的。作为一个经验法则，当只有一个.so文件时，静态编译C++运行时是没问题的，否则当存在多个.so文件时，应该让所有的.so文件都动态链接相同的 C++运行时。

这意味着当引入一个新的预编译.so文件，而且项目中还存在其他的.so文件时，我们需要首先确认新引入的.so文件使用的C++运行时是否和已经存在的.so文件一致。

没有为每个支持的CPU架构提供对应的.so文件

这一点在前文已经说到了，但你应该真的特别注意它，因为它可能发生在根本没有意识到的情况下。

例如：你的app支持armeabi-v7a和x86架构，然后使用Android Studio新增了一个函数库依赖，这个函数库包含.so文件并支持更多的CPU架构，例如新增android-gif-drawable函数库：

compile ‘pl.droidsonroids.gif:android-gif-drawable:1.1.+’

发布我们的app后，会发现它在某些设备上会发生Crash，例如Galaxy S6，最终可以发现只有64位目录下的.so文件被安装进手机。

解决方案：重新编译我们的.so文件使其支持缺失的ABIs，或者设置

ndk.abiFilters

显示指定支持的ABIs。

最后一点：如果你是一个SDK提供者，但提供的函数库不支持所有的ABIs，那你将会搞砸你的用户，因为他们能支持的ABIs必将只能少于你提供的。

将.so文件放在错误的地方

我们往往很容易对.so文件应该放在或者生成到哪里感到困惑，下面是一个总结：

Android Studio工程放在jniLibs/ABI目录中（当然也可以通过在build.gradle文件中的设置jniLibs.srcDir属性自己指定）
Eclipse工程放在libs/ABI目录中（这也是ndk-build命令默认生成.so文件的目录）
AAR压缩包中位于jni/ABI目录中（.so文件会自动包含到引用AAR压缩包的APK中）
最终APK文件中的lib/ABI目录中
通过PackageManager安装后，在小于Android 5.0的系统中，.so文件位于app的nativeLibraryPath目录中；在大于等于Android 5.0的系统中，.so文件位于app的nativeLibraryRootDir/CPU_ARCH目录中。

只提供armeabi架构的.so文件而忽略其他ABIs的

所有的x86/x86_64/armeabi-v7a/arm64-v8a设备都支持armeabi架构的.so文件，因此似乎移除其他ABIs的.so文件是一个减少APK大小的好技巧。但事实上并不是：这不只影响到函数库的性能和兼容性。

x86设备能够很好的运行ARM类型函数库，但并不保证100%不发生crash，特别是对旧设备。64位设备（arm64-v8a, x86_64, mips64）能够运行32位的函数库，但是以32位模式运行，在64位平台上运行32位版本的ART和Android组件，将丢失专为64位优化过的性能（ART，webview，media等等）。

以减少APK包大小为由是一个错误的借口，因为你也可以选择在应用市场上传指定ABI版本的APK，生成不同ABI版本的APK可以在build.gradle中如下配置：

     

        android {

       

           

        ...
       

           

        splits {

       

             

        abi {

       

               

        enable 

        true
       

               

        reset()
       

               

        include 

        'x86'

        , 

        'x86_64'

        , 

        'armeabi-v7a'

        , 

        'arm64-v8a'

        //select ABIs to build APKs for
       

               

        universalApk 

        true

        //generate an additional APK that contains all the ABIs
       

             

        }
       

           

        }
       

           

        // map for the version code
       

           

        project.ext.versionCodes = [

        'armeabi'

        : 

        1

        , 

        'armeabi-v7a'

        : 

        2

        , 

        'arm64-v8a'

        : 

        3

        , 

        'mips'

        : 

        5

        , 

        'mips64'

        : 

        6

        , 

        'x86'

        : 

        8

        , 

        'x86_64'

        : 

        9

        ]
       

           

        android.applicationVariants.all { variant ->
       

             

        // assign different version code for each output
       

             

        variant.outputs.each { output ->
       

               

        output.versionCodeOverride =
       

                   

        project.ext.versionCodes.get(output.getFilter(com.android.build.OutputFile.ABI), 

        0

        ) * 

        1000000

        + android.defaultConfig.versionCode
       

             

        }
       

           

        }
       

        }

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