Android的.so檔案詳細解讀

早期的Android系統幾乎只支援ARMv5的CPU架構，你知道現在它支援多少種嗎？7種！

Android系統目前支援以下七種不同的CPU架構：ARMv5，ARMv7 (從2010年起)，x86 (從2011年起)，MIPS (從2012年起)，ARMv8，MIPS64和x86_64 (從2014年起)，每一種都關聯著一個相應的ABI。

應用程式二進位制介面（Application Binary Interface）定義了二進位制檔案（尤其是.so檔案）如何執行在相應的系統平臺上，從使用的指令集，記憶體對齊到可用的系統函式庫。在Android 系統上，每一個CPU架構對應一個ABI：armeabi，armeabi-v7a，x86，mips，arm64- v8a，mips64，x86_64。

為什麼你需要重點關注.so檔案

如果專案中使用到了NDK，它將會生成.so檔案，因此顯然你已經在關注它了。如果只是使用Java語言進行編碼，你可能在想不需要關注.so文 件了吧，因為Java是跨平臺的。但事實上，即使你在專案中只是使用Java語言，很多情況下，你可能並沒有意識到專案中依賴的函式庫或者引擎庫裡面已經 嵌入了.so檔案，並依賴於不同的ABI。

例如，專案中使用RenderScript支援庫，OpenCV，Unity，android-gif-drawable，SQLCipher等，你都已經在生成的APK檔案中包含.so檔案了，而你需要關注.so檔案。

Android應用支援的ABI取決於APK中位於lib/ABI目錄中的.so檔案，其中ABI可能是上面說過的七種ABI中的一種。

Native Libs Monitor 這個應用可以幫助我們理解手機上安裝的APK用到了哪些.so檔案，以及.so檔案來源於哪些函式庫或者框架。

很多裝置都支援多於一種的ABI。例如ARM64和x86裝置也可以同時執行armeabi-v7a和armeabi的二進位制包。但最好是針對特 定平臺提供相應平臺的二進位制包，這種情況下執行時就少了一個模擬層（例如x86裝置上模擬arm的虛擬層），從而得到更好的效能（歸功於最近的架構更新， 例如硬體fpu，更多的暫存器，更好的向量化等）。

我們可以通過Build.SUPPORTED_ABIS得到根據偏好排序的裝置支援的ABI列表。但你不應該從你的應用程式中讀取它，因為 Android包管理器安裝APK時，會自動選擇APK包中為對應系統ABI預編譯好的.so檔案，如果在對應的lib／ABI目錄中存在.so檔案的 話。

App中可能出錯的地方

處理.so檔案時有一條簡單卻並不知名的重要法則。

你應該儘可能的提供專為每個ABI優化過的.so檔案，但要麼全部支援，要麼都不支援：你不應該混合著使用。你應該為每個ABI目錄提供對應的.so檔案。

當一個應用安裝在裝置上，只有該裝置支援的CPU架構對應的.so檔案會被安裝。在x86裝置上，libs/x86目錄中如果存在.so檔案的 話，會被安裝，如果不存在，則會選擇armeabi-v7a中的.so檔案，如果也不存在，則選擇armeabi目錄中的.so檔案（因為x86裝置也支 持armeabi-v7a和armeabi）。

其他地方也可能出錯

當你引入一個.so檔案時，不止影響到CPU架構。我從其他開發者那裡可以看到一系列常見的錯誤，其中最多的是”UnsatisfiedLinkError”，”dlopen: failed”以及其他型別的crash或者低下的效能：

使用android-21平臺版本編譯的.so檔案執行在android-15的裝置上

使用NDK時，你可能會傾向於使用最新的編譯平臺，但事實上這是錯誤的，因為NDK平臺不是後向相容的，而是前向相容的。推薦使用app的minSdkVersion對應的編譯平臺。

這也意味著當你引入一個預編譯好的.so檔案時，你需要檢查它被編譯所用的平臺版本。

混合使用不同C++執行時編譯的.so檔案

.so檔案可以依賴於不同的C++執行時，靜態編譯或者動態載入。混合使用不同版本的C++執行時可能導致很多奇怪的crash，是應該避免的。 作為一個經驗法則，當只有一個.so檔案時，靜態編譯C++執行時是沒問題的，否則當存在多個.so檔案時，應該讓所有的.so檔案都動態連結相同的 C++執行時。

這意味著當引入一個新的預編譯.so檔案，而且專案中還存在其他的.so檔案時，我們需要首先確認新引入的.so檔案使用的C++執行時是否和已經存在的.so檔案一致。

沒有為每個支援的CPU架構提供對應的.so檔案

這一點在前文已經說到了，但你應該真的特別注意它，因為它可能發生在根本沒有意識到的情況下。

例如：你的app支援armeabi-v7a和x86架構，然後使用Android Studio新增了一個函式庫依賴，這個函式庫包含.so檔案並支援更多的CPU架構，例如新增android-gif-drawable函式庫：

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

釋出我們的app後，會發現它在某些裝置上會發生Crash，例如Galaxy S6，最終可以發現只有64位目錄下的.so檔案被安裝進手機。

解決方案：重新編譯我們的.so檔案使其支援缺失的ABIs，或者設定

ndk.abiFilters

顯示指定支援的ABIs。

最後一點： 如果你是一個SDK提供者，但提供的函式庫不支援所有的ABIs，那你將會搞砸你的使用者，因為他們能支援的ABIs必將只能少於你提供的。

將.so檔案放在錯誤的地方

我們往往很容易對.so檔案應該放在或者生成到哪裡感到困惑，下面是一個總結：

• Android Studio工程放在jniLibs/ABI目錄中（當然也可以通過在build.gradle檔案中的設定jniLibs.srcDir屬性自己指定）
• Eclipse工程放在libs/ABI目錄中（這也是ndk-build命令預設生成.so檔案的目錄）
• AAR壓縮包中位於jni/ABI目錄中（.so檔案會自動包含到引用AAR壓縮包的APK中）
• 最終APK檔案中的lib/ABI目錄中
• 通過PackageManager安裝後，在小於Android 5.0的系統中，.so檔案位於app的nativeLibraryPath目錄中；在大於等於Android 5.0的系統中，.so檔案位於app的nativeLibraryRootDir/CPU_ARCH目錄中。

只提供armeabi架構的.so檔案而忽略其他ABIs的

所有的x86/x86_64/armeabi-v7a/arm64-v8a裝置都支援armeabi架構的.so檔案，因此似乎移除其他ABIs的.so檔案是一個減少APK大小的好技巧。但事實上並不是：這不只影響到函式庫的效能和相容性。

x86裝置能夠很好的執行ARM型別函式庫，但並不保證100%不發生crash，特別是對舊裝置。64位裝置（arm64-v8a, x86_64, mips64）能夠執行32位的函式庫，但是以32位模式執行，在64位平臺上執行32位版本的ART和Android元件，將丟失專為64位優化過的性 能（ART，webview，media等等）。

以減少APK包大小為由是一個錯誤的藉口，因為你也可以選擇在應用市場上傳指定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
     }
   }
}