Android NDK开发之旅 目录

前言

因为在Linux环境下编译FFmpeg生成库和头文件下比较方便，所以接下来主要操作在Linux环境下进行。但是对于Android NDK 开发新手来说，自己电脑配置Ubuntu Linux环境过程比较繁琐。而采用云服务器极大的方便了此过程，服务器对客户端远程的支持，让个人开发更加有拓展性和创意性，而且也便利于接下来课程学习。
现在云服务器发展迅速，有阿里云、腾讯云、百度云、京东云、美团云、网易云等等。开发者可以根据自己的需求选择合适的云服务器。学习与使用云服务器的过程，有利于提升自己个人能力。
这里我购买了京东云服务器Ubuntu 14.04 64位进行开发。

1、了解Linux基本操作指令与常用快捷键

熟悉Linux 基本操作指令与常用快捷键能加快我们的编程速度，在这里我只列举本篇文章中遇到的指令与快捷键，其他的大家可以自己查找资料去学习。

2、云服务器Ubuntu基本配置

了解完Linux基本操作指令与常用快捷键，现在我们进行云服务器Ubuntu基本配置。

2.1、下载Xshell和Xftp，用来远程控制云服务器。

Xshell是一个强大的安全终端模拟软件，方便操作命令行。
Xftp是一个基于 MS windows 平台的功能强大的SFTP、FTP 文件传输软件，方便传输文件。

2.2、Xshell连接云服务器

2.2.1、新建会话

(1)文件->新建

输入云服务器对应的公网IP地址

填写云服务器公网Ip地址

(2)属性->用户身份验证

输入云服务器设置的用户名和密码

设置用户名和密码

2.2.2、连接

连接成功

3.1、xftp连接云服务器

3.1.1、新建会话

注意：这里一定要选择SFTP

3.1.2、连接

连接成功

注意：有文件新增和删除和修改时，记得点击刷新按钮刷新目录。

4、在云主机Ubuntu 中安装所需的程序

4.1、安装vim并对其配置

4.1.1、安装

输入命令

apt-get install vim /etc/vim/vimrc-gtk

安装vim

4.1.2、查看vim安装成功

输入命令

vim /etc/vim/vimrc

vim安装成功页面

4.1.3、配置vimrc

(1)点击 i 键，进入到进入编辑模式

(2)设定光标和行数参数

set nu "显示行号
set tabstop
set ruler "显示光标位置
set cursorline "光标高亮显示

注意:-- INSERT --表示现在是编辑模式

(3)保存退出

按Esc键  再次进入命令模式
shift + : 再输入 x 保存退出
或shift + z z 保存退出

其他快捷键的使用

shift + : 再输入 q! 强制退出

命令模式下，x 表示删除，dd 表示删除行

4.2、安装 dos2unix 将DOS格式的文本文件转换成UNIX格式

apt-get install dos2unix

4.3、安装make用来完成编译工作

apt-get install make

4.4、安装unzip用来解压zip文件包

apt-get install unzip 

5、搭建NDK环境

5.1、下载Linux版本的NDK

我下载的是android-ndk-r14b-linux-x86_64.zip这个文件，大家则根据自己项目需要下载。

5.2、在\目录下创建一个usr文件夹

cd /
mkdir usr

创建了usr文件夹

说明：有些开发者问我，usr之外的文件是怎么来的？这些文件是你买云服务的时候，已经配置好的。大家可以先不用管。

5.3、在usr目录中创建NDK目录，通过Xftp上传已下载好压缩文件

mkdir NDK

5.4、 赋予ndk文件夹下所有文件的drwx权限，使其可执行解压操作。

 chmod 777 -R ndk

权限操作

5.5、解压上传的的zip文件

解压zip文件到ndk文件下

unzip android-ndk-r14b-linux-x86_64.zip

注意：解压过程比较长属于正常情况

解压结果

5.6、配置NDK环境变量

使用命令vim ~/.bashrc 进入到环境变量配置文件进行编辑 (~代表用户)，添加

export NDKROOT=/usr/ndk/android-ndk-r14b
export PATH=$NDKROOT:$PATH

配置环境变量

5.7、更新环境变量

使用命令source ~/.bashrc更新环境变量,ndk-build -v 查看是否配置成功

环境变量配置成功

6、编译FFmpeg

6.1、到FFmpeg官网下载FFmpge. zip

我这里使用FFmpeg 2.6.9版本,建议大家用2.8以下版本，出现问题便于解决。

6.2、上传FFmpeg文件并解压

使用xftp上传ffmpeg压缩包，使用命令unzip ffmpeg-2.6.9.zip解压文件

6.3、修改 ffmpeg-2.6.9 目录下的configure文件

修改输出的动态库的命名规则：

注释或删除以下语句
SLIBNAME_WITH_MAJOR='$(SLIBNAME).$(LIBMAJOR)'
LIB_INSTALL_EXTRA_CMD='$$(RANLIB) "$(LIBDIR)/$(LIBNAME)"'
SLIB_INSTALL_NAME='$(SLIBNAME_WITH_VERSION)'
SLIB_INSTALL_LINKS='$(SLIBNAME_WITH_MAJOR) $(SLIBNAME)'

同时修改成以下语句
SLIBNAME_WITH_MAJOR='$(SLIBPREF)$(FULLNAME)-$(LIBMAJOR)$(SLIBSUF)'
LIB_INSTALL_EXTRA_CMD='$$(RANLIB)"$(LIBDIR)/$(LIBNAME)"'
SLIB_INSTALL_NAME='$(SLIBNAME_WITH_MAJOR)'
SLIB_INSTALL_LINKS='$(SLIBNAME)'

注意：如果不进行这一步操作，将生成以.56、.5、.3等结尾的库，这种库Android很难加载到，我们需要的是后缀.so结尾的库。

6.4、编写shell脚本文件并将其放在ffmpeg-2.6.9目录下

build_android.sh文件：

#!/bin/bash
make clean
export NDK=/usr/ndk/android-ndk-r14b  
export SYSROOT=$NDK/platforms/android-9/arch-arm/
export TOOLCHAIN=$NDK/toolchains/arm-linux-androideabi-4.9/prebuilt/linux-x86_64
export CPU=arm
export PREFIX=$(pwd)/android/$CPU
export ADDI_CFLAGS="-marm"


function build_one
{
./configure --target-os=linux \
--prefix=$PREFIX --arch=arm \
--disable-doc \
--enable-shared \
--disable-static \
--disable-yasm \
--disable-symver \
--enable-gpl \
--disable-ffmpeg \
--disable-ffplay \
--disable-ffprobe \
--disable-ffserver \
--disable-doc \
--disable-symver \
--cross-prefix=$TOOLCHAIN/bin/arm-linux-androideabi- \
--enable-cross-compile \
--sysroot=$SYSROOT \
--extra-cflags="-Os -fpic $ADDI_CFLAGS" \
--extra-ldflags="$ADDI_LDFLAGS" \
$ADDITIONAL_CONFIGURE_FLAG
make clean
make  -j4
make install
}

指定NDK路径：export NDK=/usr/ndk/android-ndk-r14b ；
配置CPU架构类型：export CPU=arm，PREFIX是指定动态库输出的路径，然后disable一些不需要的库（可减小输出的动态库的大小）；
enable-shared：生成共享库。

注意：

• 换行的时候需要有\，注意不要有额外的空格，否则编译出错
• 脚本文件统一转为UTF-8无BOM格式。可通过note pad++进行转码，或者先由Linux创建文件再由Windows编辑。
• NDK尽量不要使用太新的版本，一般使用Android-9即可，否则会出现在Android编译不兼容老版本而无法使用的问题。
• 将编写好的shell脚本放在解压后的ffmpeg-2.6.9文件夹中。

6.5、build_android.sh给予执行权限。

chmod 777 -R build_android.sh

6.6、执行文件build_android

./build_android.sh

执行结束页面

说明：

如果出现问题：bad interpreter : No such file or directory，原因：没有将文件转成Linux编码格式。
转换Linux编码格式有两种方式：

1、在Linux下创建这个文件touch build_android.sh，从Linux传出到桌面，然后把脚本命令拷入这个文件中，再重新上传到Linux；
2、使用 dos2unix build_android.sh 转成Linux编码格式

6.7、用xftp查看生成文件

我们发现在ffmpeg-2.6.9文件夹生成android文件夹，在android文件夹下生成arm文件夹

生成的include和lib

include目录

lib目录

至此，FFmpeg库已编译完成。

7、利用编译好的FFmpeg库写一个视频解码Demo

7.1、jni Java声明

public class VideoUtils {

    public native static void decode(String input,String output);
    
    static{
        System.loadLibrary("avutil-54");
        System.loadLibrary("swresample-1");
        System.loadLibrary("avcodec-56");
        System.loadLibrary("avformat-56");
        System.loadLibrary("swscale-3");
        System.loadLibrary("postproc-53");
        System.loadLibrary("avfilter-5");
        System.loadLibrary("avdevice-56");
        System.loadLibrary("myffmpeg");
    }
}

7.2、编写C主程序

jni目录

ffmpeg_player.c

#include <com_haocai_ffmpegtest_VideoUtils.h>

#include <android/log.h>

//解码
#include "include/libavcodec/avcodec.h"
//封装格式处理
#include "include/libavformat/avformat.h"
//像素处理
#include "include/libswscale/swscale.h"

#define LOGI(FORMAT,...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,"FFmpeg",FORMAT,##__VA_ARGS__);
#define LOGE(FORMAT,...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,"FFmpeg",FORMAT,##__VA_ARGS__);

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_haocai_ffmpegtest_VideoUtils_decode
  (JNIEnv *env, jclass jcls, jstring input_jstr, jstring output_jstr){
    //需要转码的视频文件(输入的视频文件)
    const char* input_cstr = (*env)->GetStringUTFChars(env,input_jstr,NULL);
    const char* output_cstr = (*env)->GetStringUTFChars(env,output_jstr,NULL);

    //1.注册所有组件
    av_register_all();

    //封装格式上下文，统领全局的结构体，保存了视频文件封装格式的相关信息
    AVFormatContext *pFormatCtx = avformat_alloc_context();

    //2.打开输入视频文件
    if (avformat_open_input(&pFormatCtx, input_cstr, NULL, NULL) != 0)
    {
        LOGE("%s","无法打开输入视频文件");
        return;
    }

    //3.获取视频文件信息
    if (avformat_find_stream_info(pFormatCtx,NULL) < 0)
    {
        LOGE("%s","无法获取视频文件信息");
        return;
    }

    //获取视频流的索引位置
    //遍历所有类型的流（音频流、视频流、字幕流），找到视频流
    int v_stream_idx = -1;
    int i = 0;
    //number of streams
    for (; i < pFormatCtx->nb_streams; i++)
    {
        //流的类型
        if (pFormatCtx->streams[i]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
        {
            v_stream_idx = i;
            break;
        }
    }

    if (v_stream_idx == -1)
    {
        LOGE("%s","找不到视频流\n");
        return;
    }

    //只有知道视频的编码方式，才能够根据编码方式去找到解码器
    //获取视频流中的编解码上下文
    AVCodecContext *pCodecCtx = pFormatCtx->streams[v_stream_idx]->codec;
    //4.根据编解码上下文中的编码id查找对应的解码
    AVCodec *pCodec = avcodec_find_decoder(pCodecCtx->codec_id);
    //（迅雷看看，找不到解码器，临时下载一个解码器）
    if (pCodec == NULL)
    {
        LOGE("%s","找不到解码器\n");
        return;
    }

    //5.打开解码器
    if (avcodec_open2(pCodecCtx,pCodec,NULL)<0)
    {
        LOGE("%s","解码器无法打开\n");
        return;
    }

    //输出视频信息
    LOGI("视频的文件格式：%s",pFormatCtx->iformat->name);
    LOGI("视频时长：%lld", (pFormatCtx->duration)/1000000);
    LOGI("视频的宽高：%d,%d",pCodecCtx->width,pCodecCtx->height);
    LOGI("解码器的名称：%s",pCodec->name);

    //准备读取
    //AVPacket用于存储一帧一帧的压缩数据（H264）
    //缓冲区，开辟空间
    AVPacket *packet = (AVPacket*)av_malloc(sizeof(AVPacket));

    //AVFrame用于存储解码后的像素数据(YUV)
    //内存分配
    AVFrame *pFrame = av_frame_alloc();
    //YUV420
    AVFrame *pFrameYUV = av_frame_alloc();
    //只有指定了AVFrame的像素格式、画面大小才能真正分配内存
    //缓冲区分配内存
    uint8_t *out_buffer = (uint8_t *)av_malloc(avpicture_get_size(AV_PIX_FMT_YUV420P, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height));
    //初始化缓冲区
    avpicture_fill((AVPicture *)pFrameYUV, out_buffer, AV_PIX_FMT_YUV420P, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height);

    //用于转码（缩放）的参数，转之前的宽高，转之后的宽高，格式等
    struct SwsContext *sws_ctx = sws_getContext(pCodecCtx->width,pCodecCtx->height,pCodecCtx->pix_fmt,
        pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, AV_PIX_FMT_YUV420P,
        SWS_BICUBIC, NULL, NULL, NULL);


    int got_picture, ret;

    FILE *fp_yuv = fopen(output_cstr, "wb+");

    int frame_count = 0;

    //6.一帧一帧的读取压缩数据
    while (av_read_frame(pFormatCtx, packet) >= 0)
    {
        //只要视频压缩数据（根据流的索引位置判断）
        if (packet->stream_index == v_stream_idx)
        {
            //7.解码一帧视频压缩数据，得到视频像素数据
            ret = avcodec_decode_video2(pCodecCtx, pFrame, &got_picture, packet);
            if (ret < 0)
            {
                LOGE("%s","解码错误");
                return;
            }

            //为0说明解码完成，非0正在解码
            if (got_picture)
            {
                //AVFrame转为像素格式YUV420，宽高
                //2 6输入、输出数据
                //3 7输入、输出画面一行的数据的大小 AVFrame 转换是一行一行转换的
                //4 输入数据第一列要转码的位置 从0开始
                //5 输入画面的高度
                sws_scale(sws_ctx, pFrame->data, pFrame->linesize, 0, pCodecCtx->height,
                    pFrameYUV->data, pFrameYUV->linesize);

                //输出到YUV文件
                //AVFrame像素帧写入文件
                //data解码后的图像像素数据（音频采样数据）
                //Y 亮度 UV 色度（压缩了） 人对亮度更加敏感
                //U V 个数是Y的1/4
                int y_size = pCodecCtx->width * pCodecCtx->height;
                fwrite(pFrameYUV->data[0], 1, y_size, fp_yuv);
                fwrite(pFrameYUV->data[1], 1, y_size / 4, fp_yuv);
                fwrite(pFrameYUV->data[2], 1, y_size / 4, fp_yuv);

                frame_count++;
                LOGI("解码第%d帧",frame_count);
            }
        }

        //释放资源
        av_free_packet(packet);
    }

    fclose(fp_yuv);

    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env,input_jstr,input_cstr);
    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env,output_jstr,output_cstr);

    av_frame_free(&pFrame);

    avcodec_close(pCodecCtx);

    avformat_free_context(pFormatCtx);
  }

7.3、写mk文件

Android.mk

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

#ffmpeg lib
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := avcodec
LOCAL_SRC_FILES := libavcodec-56.so
include $(PREBUILT_SHARED_LIBRARY)

include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := avdevice
LOCAL_SRC_FILES := libavdevice-56.so
include $(PREBUILT_SHARED_LIBRARY)

include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := avfilter
LOCAL_SRC_FILES := libavfilter-5.so
include $(PREBUILT_SHARED_LIBRARY)

include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := avformat
LOCAL_SRC_FILES := libavformat-56.so
include $(PREBUILT_SHARED_LIBRARY)

include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := avutil
LOCAL_SRC_FILES := libavutil-54.so
include $(PREBUILT_SHARED_LIBRARY)

include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := postproc
LOCAL_SRC_FILES := libpostproc-53.so
include $(PREBUILT_SHARED_LIBRARY)

include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := swresample
LOCAL_SRC_FILES := libswresample-1.so
include $(PREBUILT_SHARED_LIBRARY)

include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := swscale
LOCAL_SRC_FILES := libswscale-3.so
include $(PREBUILT_SHARED_LIBRARY)

#myapp
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := myffmpeg
LOCAL_SRC_FILES := ffmpeg_player.c
LOCAL_C_INCLUDES += $(LOCAL_PATH)/include
LOCAL_LDLIBS := -llog
LOCAL_SHARED_LIBRARIES := avcodec avdevice avfilter avformat avutil postproc swresample swscale
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

Applicatoin.mk

APP_MODULES := myffmpeg
APP_ABI := armeabi
APP_PLATFORM := android-9

7.4、Android调用主函数

public class MainActivity extends Activity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
    }

    public void mDecode(View btn){
        String input = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(),"小苹果.mp4").getAbsolutePath();
        String output = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(),"小苹果_out.yuv").getAbsolutePath();
        VideoUtils.decode(input, output);
    }
}

7.5、其它文件配置

build.gradle中

        ndk{
            moduleName "myffmpeg"
        }
        sourceSets.main{
            jni.srcDirs = []
            jniLibs.srcDir "src/main/libs"
        }

AndroidManifest.xml中

    <uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.MOUNT_UNMOUNT_FILESYSTEMS" />

7.6 结果运行

7.6.1、Log输出

I/FFmpeg: 视频的文件格式：mov,mp4,m4a,3gp,3g2,mj2
I/FFmpeg: 视频时长：211
I/FFmpeg: 视频的宽高：720,480
I/FFmpeg: 解码器的名称：mpeg4
I/FFmpeg: 解码第1帧
I/FFmpeg: 解码第2帧
I/FFmpeg: 解码第3帧
I/FFmpeg: 解码第4帧
I/FFmpeg: 解码第5帧
I/FFmpeg: 解码第6帧
I/FFmpeg: 解码第7帧
I/FFmpeg: 解码第8帧
I/FFmpeg: 解码第9帧
太多省略......

7.6.2、mp4转换格式生成的文件

结语

虽然过程漫长，但我相信大家会涨不少知识。

源码下载

Github：https://github.com/kpioneer123/FFmpegTest

微信号kpioneer