Android NDK中的c++ STL

田海立@CSDN 2020-11-25

Android NDK(Native Development Kit)提供了一套基于c/c++开发Android应用的工具。基于c/c++开发需要STL (Standard Template Library/标准模版库)，本文描述Android NDK中提供的STL。

1. Android NDK开发是基于Android的，但是不绑定具体某一个Android版本，一个NDK发布版可以支持多个Android版本。
2. NDK开发无论静态库还是动态库，libc++都是用NDK里的发布版本打包在应用里：动态库直接在apk里带上libc++_shared.so；静态库已经把程序需要的STL的代码直接打到应用程序或其所用的native库里。

 

一、Android NDK中的c++运行库

Android NDK中提供下列c++运行库。

其中的各个运行库：

• libc++：是LLVM c++标准库。从NDK r18之后是唯一的STL（GNU stl和stlport从 r18开始从NDK中被移除）
  NDK里提供了libc++的动态库和静态库：
    - 动态库: libc++_shared.so
    - 静态库: libc++_static.a
注意: 虽然都是LLVM的c++ STL，此处NDK里的libc++不是Android源码中编译出的c++系统STL（libc++.so）,此处的libc++是基于NDK开发时，NDK中已经编译好的库。如果NDK开发的应用用到libc++_shared.so, .so会被打包到编译出的APK里；用到libc++_static.a, .a里被用到的程序会被打到使用者的程序中的。也就是发布应用时，会带着stl一起发布，不依赖Android版本内部的stl。



  
• system：非完全stl，完全stl需使用上面的libc++。这是与Android发布绑定的库。
  System运行库指的是Android版本里的/system/lib/libstdc++.so，提供基本的c++运行支持, 提供new/delete支持，仅提供c标准库的c++封装，比如<cstdio>。
  也不提供Exception Handling和RTTI支持。
  
  
• none：没有标准库支持。

【注】以上是Android NDK r18之后的c++运行库。在之前的NDK中还提供了gnustl，是GNU的c++ STL，同样包含了动态库"gnustl_shared"(libgnustl_shared.so)以及静态库"gnustl_static"(libgnustl_static.a)支持。在那些版本的NDK里有多于一种的真正完全STL可供选择。

 

二、NDK开发时选择STL

NDK开发时，可以用下面方式指定c++运行库。

运行库在“c++_shared”，“c++_static”，“none”或“system”中选择其一，其中“c++_shared”，“c++_static”分别对应libc++的动态库和静态库。

2.1 cmake编译指定STL

不通过ANDROID_STL指定STL的情况下缺省是c++_static。

可以在Module级别的build.gradle文件中通过变量ANDROID_STL变量指定一个运行库：“c++_shared”，“c++_static”，“none”或“system”中选择其一。

ANDROID_STL
  可选：none / system / c++_static / c++_shared
  如果未设置，默认为c++_static

2.2 ndk-build里指定STL

不通过APP_STL指定STL的情况下缺省是none

可以在Application.mk文件中通过变量APP_STL变量指定一个运行库：“c++_shared”，“c++_static”，“none”或“system”中选择其一。

APP_STL
  可选：none / system / c++_static / c++_shared
  如果未设置，默认为none

2.3 clang编译指定STL

clang编译可以直接指定link flag。缺省是c++_shared。如果要指定静态库，用“-static-libstdc++”【这里只是链接选项，不是源码编译时的libstdc++，这里选择的实际是c++_static】

 

三、 c++特性支持

libc++这个STL支持Exception处理和RTTI。

3.1 Exception

缺省ndk-build里Exception处理机制是关闭的；缺省cmake编译Exception处理机制是打开的。

可以用下面方式打开Exception处理：

1)  整个程序范围打开，在Application.mk里添加：

APP_CPPFLAGS := -fexceptions

2) 在一个Module级别，在Android.mk里添加：

LOCAL_CPP_FEATURES := exceptions
# or
LOCAL_CPPFLAGS := -fexceptions

3.2 RTTI

缺省ndk-build里RTTI是关闭的；缺省cmake编译RTTI是打开的。

可以用下面方式打开RTTI：

1)  整个程序范围打开，在Application.mk里添加：

APP_CPPFLAGS := -frtti

2) 在一个Module级别，在Android.mk里添加：

LOCAL_CPP_FEATURES := rtti
# or
LOCAL_CPPFLAGS := -frtti

 

四、NDK版本变化

目前Android SDK里可以直接下载到的NDK的版本（r16 ～r21）里的STL、支持的Android 版本及其变化总结如下：

NDK	Release Date	STL	Supported SDK (API)	Arch
gabi++	gnustl	libc++	libc++abi	stlport	system
16b	2017-12	√	√	√ (preferred)	√	√	√	14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27	MIPS deprecated
r17c	2018-06	√ (deprecated)	√ (deprecated)	√ (default)	√	√ (deprecated)	√	14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 (Android9)	MIPS removed
r18b	2018-08	√ (removed)	√ (removed)	√	√	√ (removed)	√	14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28	require 64-bit support
r19c	2019-01	√	√	√	√	√	√	14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28
r20b	2019-06	√	√	√	√	√	√	14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 (Android10)
r21d	2020-06	√	√	√	√	√	√	14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 (Android11)

重大变化（表中已经明确以颜色/删除线等方式标注）总结如下：

STL变化：

• r16开始优选libc++；r17开始libc++是缺省的stl，
• gnustl在r17开始被标注过时并且在r18中被移除；

NDK支持Android版本的变化：

• Android9（API 28）在NDK r17开始支持；
• Android10（API 29）在NDK r20开始支持；
• Android11（API 30）在NDK r21开始支持；
• Android4.0.x（API 14/15）从NDK r18开始不再支持

 

五、总结

总结一下：

1. Android NDK开发是基于Android的，但是不绑定具体某一个Android版本，一个Android NDK发布版可以支持多个Android版本。
2. NDK开发无论静态库还是动态库，libc++都是用NDK里的发布版本打包在应用里：动态库直接在apk里带上libc++_shared.so；静态库已经把程序需要的STL代码直接打到应用程序或其所用的native库里。
3. Android NDK中的STL：libc++_shared / libc++_static / system，其中libc++是完整的STL；
4. NDK开发，cmake和ndk-build方式都可以指定其所用的STL；
5. libc++支持Exception处理和RTTI，ndk-build需要编译时打开；
6. NDK历史上在r18前还支持gnustl；
7. 对Android新版本的支持随着NDK版本更新不断加入；过时的Android支持也会移除。

 

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附：参考及进一步阅读

• NDK c++ Library Support https://developer.android.google.cn/ndk/guides/cpp-support 
  官方介绍
  
• Android源码中的STL https://haili-tian.blog.csdn.net/article/details/109864831 
  Android源码中的STL：内置的libc++/libc++_static/system；内置的NDK版本中的libc++_shared/libc++_static/system（system也就是android源码中的libstdc++）
  
• Android源码中STL的namespace https://haili-tian.blog.csdn.net/article/details/109920740
  namespace in libc++【头文件:  external/libcxx/include/】：std::__1
  namespace in libc++_shared【头文件:  prebuilts/ndk/current/sources/cxx-stl/llvm-libc++/include/】：std::__ndk1
  
  

 

来源：oschina

链接：https://my.oschina.net/u/4380417/blog/4757423