Android NDK 編譯 protobuf

最近收到一個(gè)小伙伴的私信，Android平臺(tái)幫忙編譯一個(gè)Native C++項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目中用到了Protobuf 和OpenCV兩個(gè)C++庫(kù)，其中OpenCV有現(xiàn)成的動(dòng)態(tài)庫(kù).so了，但是Protobuf并沒(méi)有現(xiàn)成的，需要自己拿源碼編譯！廢話不多說(shuō)，直接上干貨...

首先，準(zhǔn)備編譯所需要的工具

在 macOS M4（ARM 架構(gòu)）上為 Android 交叉編譯 Protobuf （如v3.19.6版本）的 .so 動(dòng)態(tài)庫(kù)，需要使用 Android NDK 配置交叉編譯環(huán)境，針對(duì)不同的 Android CPU 架構(gòu)（如 arm64-v8a、armeabi-v7a、x86_64 等）生成對(duì)應(yīng)版本的庫(kù)。

  1. 安裝依賴工具
    確保已安裝基礎(chǔ)編譯工具cmake和版本控制工具git，使用brew安裝即可。

  2. 下載 Android NDK
    交叉編譯 Android 庫(kù)需要 NDK 提供的工具鏈，可以直接去https://developer.android.com/ndk/downloads/older_releases官網(wǎng)下載，也可以在Android Studio的SDK Manager中下載。下載完成解壓到指定目錄，這個(gè)目錄我們稱為NDK_PATH，也可以將它配置環(huán)境變量中

  3. 下載 Protobuf 3.19.6 源碼

    git clone https://github.com/protocolbuffers/protobuf.git
cd protobuf
git checkout v3.19.6
git submodule update --init --recursive  # 拉取子模塊（如 googletest）

接著，交叉編譯 Protobuf 到 Android .so（核心步驟）

Protobuf 支持 CMake 交叉編譯，需為每個(gè)目標(biāo)架構(gòu)（如 arm64-v8a、armeabi-v7a）單獨(dú)配置編譯參數(shù)。

  1. 定義編譯參數(shù)（通用配置）
    先設(shè)置通用變量，方便后續(xù)復(fù)用：
# NDK 路徑（替換為你的實(shí)際路徑）
export NDK_PATH=/Users/xxx/Library/Android/sdk/ndk/26.1.10909125

# Protobuf 源碼根目錄（當(dāng)前目錄）
export PROTOBUF_SRC=$(pwd)

# 輸出目錄（所有架構(gòu)的 .so 最終會(huì)放到這里）
export OUTPUT_DIR=$(pwd)/android_build
mkdir -p $OUTPUT_DIR
  1. 針對(duì)不同架構(gòu)編譯（以 arm64-v8a 為例）
    Android 主流架構(gòu)包括：
    arm64-v8a（64 位 ARM，主流新設(shè)備）
    armeabi-v7a（32 位 ARM，老舊設(shè)備）
    x86_64（64 位 x86，模擬器常用）
    以下以 arm64-v8a 為例，其他架構(gòu)僅需修改對(duì)應(yīng)參數(shù)即可。
    步驟 1：設(shè)置當(dāng)前架構(gòu)的參數(shù) 
# 目標(biāo)架構(gòu)（根據(jù)需要替換為 armeabi-v7a、x86_64 等）
TARGET_ARCH=arm64-v8a

# NDK 對(duì)應(yīng)的工具鏈架構(gòu)（arm64-v8a 對(duì)應(yīng) aarch64，armeabi-v7a 對(duì)應(yīng) arm，x86_64 對(duì)應(yīng) x86_64）
TOOLCHAIN_ARCH=aarch64

# Android 最小支持版本（根據(jù)需求修改，如 21 及以上支持 64 位）
MIN_SDK_VERSION=21

# 構(gòu)建目錄（每個(gè)架構(gòu)單獨(dú)一個(gè)目錄，避免沖突）
BUILD_DIR=$(pwd)/build_$TARGET_ARCH
mkdir -p $BUILD_DIR
cd $BUILD_DIR

步驟 2：生成 CMake 交叉編譯配置
使用 NDK 提供的 build/cmake/android.toolchain.cmake 工具鏈文件，指定交叉編譯參數(shù)：

cmake \
  -DCMAKE_SYSTEM_NAME=Android \  # 目標(biāo)系統(tǒng)為 Android
  -DCMAKE_SYSTEM_VERSION=$MIN_SDK_VERSION \  # 最小 SDK 版本
  -DCMAKE_ANDROID_ARCH_ABI=$TARGET_ARCH \  # 目標(biāo) ABI
  -DCMAKE_ANDROID_NDK=$NDK_PATH \  # NDK 路徑
  -DCMAKE_ANDROID_STL_TYPE=c++_shared \  # 使用 C++ 共享庫(kù)（需與應(yīng)用一致）
  -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \  #  Release 模式（優(yōu)化編譯）
  -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$OUTPUT_DIR/$TARGET_ARCH \  # 安裝路徑（按架構(gòu)區(qū)分）
  -DBUILD_SHARED_LIBS=ON \  # 編譯動(dòng)態(tài)庫(kù)（.so）
  -DBUILD_STATIC_LIBS=OFF \  # 不需要靜態(tài)庫(kù)
  -Dprotobuf_BUILD_TESTS=OFF \  # 禁用測(cè)試（加速編譯）
  -Dprotobuf_BUILD_EXAMPLES=OFF \  # 禁用示例
  $PROTOBUF_SRC/cmake  # cmakelist.txt 所在目錄

步驟 3：編譯并安裝

# 編譯（-j 后面的數(shù)字為并行線程數(shù)，根據(jù) CPU 核心數(shù)調(diào)整，如 8）
make -j8

# 安裝到指定的輸出目錄（$OUTPUT_DIR/$TARGET_ARCH）
make install

編譯完成后，$OUTPUT_DIR/$TARGET_ARCH/lib*** 目錄下會(huì)生成 libprotobuf.so 和 libprotobuf-lite.so（輕量版）。

  1. 編譯其他架構(gòu)
    替換 TARGET_ARCH 和 TOOLCHAIN_ARCH 重復(fù)上述步驟即可：
    armeabi-v7a：
TARGET_ARCH=armeabi-v7a
TOOLCHAIN_ARCH=arm
MIN_SDK_VERSION=16  # 32 位最低支持 16

x86_64：

TARGET_ARCH=x86_64
TOOLCHAIN_ARCH=x86_64
MIN_SDK_VERSION=21
2.png

最后，將以上步驟寫成一個(gè)腳本文件，只需要在一個(gè)空文件夾下執(zhí)行腳本即可。

protobuf_android.sh

#!/bin/bash

# 配置參數(shù)（請(qǐng)根據(jù)實(shí)際環(huán)境修改）
NDK_PATH="/Users/xxx/Library/Android/sdk/ndk/26.1.10909125" # Android NDK 路徑
PROTOBUF_VERSION="v3.19.6"         # Protobuf 版本
OUTPUT_ROOT="$PWD/protobuf-android-build"  # 輸出目錄根路徑
MIN_SDK_ARM64=21                   # arm64-v8a 最小支持 SDK 版本
MIN_SDK_ARM32=21                   # armeabi-v7a 最小支持 SDK 版本
MIN_SDK_X86=21                     # x86_64 最小支持 SDK 版本
THREADS=4                          # 并行編譯線程數(shù)（根據(jù) CPU 核心數(shù)調(diào)整）

# 檢查 NDK 是否存在
if [ ! -d "$NDK_PATH" ]; then
    echo "錯(cuò)誤：NDK 路徑不存在，請(qǐng)檢查 NDK_PATH 配置"
    exit 1
fi

# 檢查依賴工具
check_dependency() {
    if ! command -v $1 &> /dev/null; then
        echo "錯(cuò)誤：未找到 $1，請(qǐng)先安裝（可通過(guò) brew install $1）"
        exit 1
    fi
}
check_dependency "git"
check_dependency "cmake"
check_dependency "make"

# 添加vpn終端代理命令，加速?gòu)膅ithub上下載代碼
#export https_proxy=http://xxx:端口 http_proxy=http://xxx:端口 all_proxy=socks5://xxx:端口

# 克隆并準(zhǔn)備 Protobuf 源碼
echo "===== 下載 Protobuf $PROTOBUF_VERSION 源碼 ====="
if [ ! -d "protobuf" ]; then
    git clone https://github.com/protocolbuffers/protobuf.git || exit 1
fi
cd protobuf || exit 1
git checkout $PROTOBUF_VERSION || exit 1
git submodule update --init --recursive || exit 1
PROTOBUF_SRC=$(pwd)
cd .. || exit 1

# 創(chuàng)建輸出目錄
mkdir -p "$OUTPUT_ROOT"

# 交叉編譯函數(shù)（參數(shù)：目標(biāo)架構(gòu) 工具鏈架構(gòu) 最小 SDK 版本）
build_arch() {
    local TARGET_ARCH=$1
    local TOOLCHAIN_ARCH=$2
    local MIN_SDK=$3
    local BUILD_DIR="$PWD/build_$TARGET_ARCH"
    local INSTALL_DIR="$OUTPUT_ROOT/$TARGET_ARCH"

    echo -e "\n===== 開(kāi)始編譯 $TARGET_ARCH 架構(gòu) ====="
    echo "構(gòu)建目錄: $BUILD_DIR"
    echo "安裝目錄: $INSTALL_DIR"

    # 創(chuàng)建并進(jìn)入構(gòu)建目錄
    mkdir -p "$BUILD_DIR" && cd "$BUILD_DIR" || exit 1

    # 運(yùn)行 CMake 配置
    cmake \
        -DCMAKE_SYSTEM_NAME=Android \
        -DCMAKE_SYSTEM_VERSION=$MIN_SDK \
        -DCMAKE_ANDROID_ARCH_ABI=$TARGET_ARCH \
        -DCMAKE_ANDROID_NDK=$NDK_PATH \
        -DCMAKE_ANDROID_STL_TYPE=c++_shared \
        -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \
        -DCMAKE_INSTALL_PREFIX="$INSTALL_DIR" \
        -DBUILD_SHARED_LIBS=ON \
        -DBUILD_STATIC_LIBS=OFF \
        -Dprotobuf_BUILD_TESTS=OFF \
        -Dprotobuf_BUILD_EXAMPLES=OFF \
        "$PROTOBUF_SRC/cmake" || {
        echo "CMake 配置 $TARGET_ARCH 失敗"
        exit 1
    }

    # 編譯并安裝
    make -j$THREADS || {
        echo "編譯 $TARGET_ARCH 失敗"
        exit 1
    }
    make install || {
        echo "安裝 $TARGET_ARCH 失敗"
        exit 1
    }

    # 返回上層目錄
    cd .. || exit 1
    echo "===== $TARGET_ARCH 編譯完成 ====="
}

# 編譯各架構(gòu)（按需求注釋不需要的架構(gòu)）
build_arch "arm64-v8a" "aarch64" $MIN_SDK_ARM64
build_arch "armeabi-v7a" "arm" $MIN_SDK_ARM32
build_arch "x86_64" "x86_64" $MIN_SDK_X86

echo -e "\n===== 所有架構(gòu)編譯完成 ====="
echo "輸出目錄: $OUTPUT_ROOT"
echo "各架構(gòu) .so 文件路徑："
find "$OUTPUT_ROOT" -name "libprotobuf.so"
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