第2章 NDK入门
依据Apress/O'Reilly与中文版完整目录覆盖18个节点：贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity
第2章 NDK入门
本页依据Hervé Guihot《Pro Android Apps Performance Optimization》独立重构，不复制原文。原版锁定Apress 2012年1月版、282页、ISBN 9781430239994；中文版锁定人民邮电出版社2012年10月第1版、白龙译、226页、ISBN 9787115272416。
版本语境是Dalvik、Eclipse/ADT、Android 3.x至4.0、早期NDK与ARM/NEON，包含AsyncTask、TraceView、DDMS、layoutopt和RenderScript。课程先解释历史机制，再以ART、Benchmark、Perfetto、现代NDK与替代计算API建立迁移账本；不会把新工具倒填成原书目录。
学习目标
- 能解释“第2章 NDK入门”全部18个正式节点的输入、正确性、执行边界、资源成本与2012年版本限制。
- 能实现“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”的最小可重复实验，并保存源码、构建、设备、样本和原始测量。
- 能比较基线、优化、错误输入、设备差异和生命周期故障，分析“因为C/C++看似更快就搬迁全部逻辑，忽略JNI过渡、复制、异常、ABI体积和生命周期成本”。
- 能设计反例并凭JNI签名、Application.mk与Android.mk、ABI产物、加载日志、基准和NativeActivity回退完成独立复现与交接。
从正确性与测量协议开始
↡在相同输入、环境与可观察结果下代表优化前行为和资源成本的参照实现先于技巧。优化不能改变业务结果、线程安全、精度、生命周期或错误语义。每个实验先写输出断言和允许误差，再决定测量墙钟时间、CPU时间、分配、GC、唤醒、网络或帧；只取最快一次会系统性夸大收益。
↡规定设备状态、输入规模、预热、采样、统计和失败判据的可复现实验合同要控制构建类型、Android版本、ABI、CPU调频、温度、电量和后台负载。↡Java经JNI进入C/C++并承担数据转换、引用、异常、线程附着与ABI兼容的接口有固定成本，只有热点工作量足够大时，原生计算收益才可能覆盖跨界开销。
内存优化依赖↡让连续计算访问相邻数据并减少缓存未命中和不必要对象分配的布局性质，不只是“少用内存”。电池优化依赖↡一次功能允许消耗的CPU、无线电、定位、传感器、图形与唤醒总成本，减少一段CPU时间却增加网络唤醒并不一定更省电。
本单元主线是贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity。交互管线连接Java、JNI/NDK、内存线程、设备图形与用户结果；实验面板切换基线、优化、错误结果、热状态和生命周期；证据门要求正确性、时间、资源、设备和版本全部可重放。
权威目录逐节点映射
第2章 NDK入门
正式节点 1/18。 “第2章 NDK入门”必须放进“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”的性能因果链：先固定输入与正确输出，再区分Java、JNI、原生、内存、线程、设备和图形边界，最后选择时间、分配、唤醒或帧证据。没有等价性测试和基线，任何更快数字都不能算优化。
为该节点准备未优化、优化和反例三组实现。固定设备、Android版本、ABI、CPU状态、构建类型与数据规模，完成预热和重复采样；记录原始结果、资源释放与回滚。现代工具可以重测，但必须单列与2012年机制的差异。
2.1 NDK里有什么
正式节点 2/18。 “2.1 NDK里有什么”必须放进“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”的性能因果链：先固定输入与正确输出，再区分Java、JNI、原生、内存、线程、设备和图形边界，最后选择时间、分配、唤醒或帧证据。没有等价性测试和基线，任何更快数字都不能算优化。
为该节点准备未优化、优化和反例三组实现。固定设备、Android版本、ABI、CPU状态、构建类型与数据规模，完成预热和重复采样；记录原始结果、资源释放与回滚。现代工具可以重测，但必须单列与2012年机制的差异。
2.2 混合使用Java和C/C++代码
正式节点 3/18。 “2.2 混合使用Java和C/C++代码”必须放进“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”的性能因果链：先固定输入与正确输出，再区分Java、JNI、原生、内存、线程、设备和图形边界，最后选择时间、分配、唤醒或帧证据。没有等价性测试和基线，任何更快数字都不能算优化。
为该节点准备未优化、优化和反例三组实现。固定设备、Android版本、ABI、CPU状态、构建类型与数据规模，完成预热和重复采样；记录原始结果、资源释放与回滚。现代工具可以重测，但必须单列与2012年机制的差异。
2.2.1 声明本地方法
正式节点 4/18。 “2.2.1 声明本地方法”必须放进“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”的性能因果链：先固定输入与正确输出，再区分Java、JNI、原生、内存、线程、设备和图形边界，最后选择时间、分配、唤醒或帧证据。没有等价性测试和基线，任何更快数字都不能算优化。
为该节点准备未优化、优化和反例三组实现。固定设备、Android版本、ABI、CPU状态、构建类型与数据规模，完成预热和重复采样；记录原始结果、资源释放与回滚。现代工具可以重测，但必须单列与2012年机制的差异。
2.2.2 实现JNI粘合层
正式节点 5/18。 “2.2.2 实现JNI粘合层”必须放进“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”的性能因果链：先固定输入与正确输出，再区分Java、JNI、原生、内存、线程、设备和图形边界，最后选择时间、分配、唤醒或帧证据。没有等价性测试和基线，任何更快数字都不能算优化。
为该节点准备未优化、优化和反例三组实现。固定设备、Android版本、ABI、CPU状态、构建类型与数据规模，完成预热和重复采样；记录原始结果、资源释放与回滚。现代工具可以重测，但必须单列与2012年机制的差异。
2.2.3 创建Makefile
正式节点 6/18。 “2.2.3 创建Makefile”必须放进“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”的性能因果链：先固定输入与正确输出，再区分Java、JNI、原生、内存、线程、设备和图形边界，最后选择时间、分配、唤醒或帧证据。没有等价性测试和基线，任何更快数字都不能算优化。
为该节点准备未优化、优化和反例三组实现。固定设备、Android版本、ABI、CPU状态、构建类型与数据规模，完成预热和重复采样；记录原始结果、资源释放与回滚。现代工具可以重测，但必须单列与2012年机制的差异。
2.2.4 实现本地函数
正式节点 7/18。 “2.2.4 实现本地函数”必须放进“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”的性能因果链：先固定输入与正确输出，再区分Java、JNI、原生、内存、线程、设备和图形边界，最后选择时间、分配、唤醒或帧证据。没有等价性测试和基线，任何更快数字都不能算优化。
为该节点准备未优化、优化和反例三组实现。固定设备、Android版本、ABI、CPU状态、构建类型与数据规模，完成预热和重复采样；记录原始结果、资源释放与回滚。现代工具可以重测，但必须单列与2012年机制的差异。
2.2.5 编译本地库
正式节点 8/18。 “2.2.5 编译本地库”必须放进“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”的性能因果链：先固定输入与正确输出，再区分Java、JNI、原生、内存、线程、设备和图形边界，最后选择时间、分配、唤醒或帧证据。没有等价性测试和基线，任何更快数字都不能算优化。
为该节点准备未优化、优化和反例三组实现。固定设备、Android版本、ABI、CPU状态、构建类型与数据规模，完成预热和重复采样；记录原始结果、资源释放与回滚。现代工具可以重测，但必须单列与2012年机制的差异。
2.2.6 加载本地库
正式节点 9/18。 “2.2.6 加载本地库”必须放进“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”的性能因果链：先固定输入与正确输出，再区分Java、JNI、原生、内存、线程、设备和图形边界，最后选择时间、分配、唤醒或帧证据。没有等价性测试和基线，任何更快数字都不能算优化。
为该节点准备未优化、优化和反例三组实现。固定设备、Android版本、ABI、CPU状态、构建类型与数据规模，完成预热和重复采样；记录原始结果、资源释放与回滚。现代工具可以重测，但必须单列与2012年机制的差异。
2.3 Application.mk
正式节点 10/18。 “2.3 Application.mk”必须放进“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”的性能因果链：先固定输入与正确输出，再区分Java、JNI、原生、内存、线程、设备和图形边界，最后选择时间、分配、唤醒或帧证据。没有等价性测试和基线，任何更快数字都不能算优化。
为该节点准备未优化、优化和反例三组实现。固定设备、Android版本、ABI、CPU状态、构建类型与数据规模，完成预热和重复采样；记录原始结果、资源释放与回滚。现代工具可以重测，但必须单列与2012年机制的差异。
2.3.1 为几乎所有设备优化
正式节点 11/18。 “2.3.1 为几乎所有设备优化”必须放进“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”的性能因果链：先固定输入与正确输出，再区分Java、JNI、原生、内存、线程、设备和图形边界，最后选择时间、分配、唤醒或帧证据。没有等价性测试和基线，任何更快数字都不能算优化。
为该节点准备未优化、优化和反例三组实现。固定设备、Android版本、ABI、CPU状态、构建类型与数据规模，完成预热和重复采样；记录原始结果、资源释放与回滚。现代工具可以重测，但必须单列与2012年机制的差异。
2.3.2 支持所有设备
正式节点 12/18。 “2.3.2 支持所有设备”必须放进“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”的性能因果链：先固定输入与正确输出，再区分Java、JNI、原生、内存、线程、设备和图形边界，最后选择时间、分配、唤醒或帧证据。没有等价性测试和基线，任何更快数字都不能算优化。
为该节点准备未优化、优化和反例三组实现。固定设备、Android版本、ABI、CPU状态、构建类型与数据规模，完成预热和重复采样；记录原始结果、资源释放与回滚。现代工具可以重测，但必须单列与2012年机制的差异。
2.4 Android.mk
正式节点 13/18。 “2.4 Android.mk”必须放进“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”的性能因果链：先固定输入与正确输出，再区分Java、JNI、原生、内存、线程、设备和图形边界，最后选择时间、分配、唤醒或帧证据。没有等价性测试和基线，任何更快数字都不能算优化。
为该节点准备未优化、优化和反例三组实现。固定设备、Android版本、ABI、CPU状态、构建类型与数据规模，完成预热和重复采样；记录原始结果、资源释放与回滚。现代工具可以重测，但必须单列与2012年机制的差异。
2.5 使用C/C++改进性能
正式节点 14/18。 “2.5 使用C/C++改进性能”必须放进“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”的性能因果链：先固定输入与正确输出，再区分Java、JNI、原生、内存、线程、设备和图形边界，最后选择时间、分配、唤醒或帧证据。没有等价性测试和基线，任何更快数字都不能算优化。
为该节点准备未优化、优化和反例三组实现。固定设备、Android版本、ABI、CPU状态、构建类型与数据规模，完成预热和重复采样；记录原始结果、资源释放与回滚。现代工具可以重测，但必须单列与2012年机制的差异。
2.6 NativeActivity
正式节点 15/18。 “2.6 NativeActivity”必须放进“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”的性能因果链：先固定输入与正确输出，再区分Java、JNI、原生、内存、线程、设备和图形边界，最后选择时间、分配、唤醒或帧证据。没有等价性测试和基线，任何更快数字都不能算优化。
为该节点准备未优化、优化和反例三组实现。固定设备、Android版本、ABI、CPU状态、构建类型与数据规模，完成预热和重复采样；记录原始结果、资源释放与回滚。现代工具可以重测，但必须单列与2012年机制的差异。
2.6.1 构建缺失的库
正式节点 16/18。 “2.6.1 构建缺失的库”必须放进“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”的性能因果链：先固定输入与正确输出，再区分Java、JNI、原生、内存、线程、设备和图形边界，最后选择时间、分配、唤醒或帧证据。没有等价性测试和基线，任何更快数字都不能算优化。
为该节点准备未优化、优化和反例三组实现。固定设备、Android版本、ABI、CPU状态、构建类型与数据规模，完成预热和重复采样；记录原始结果、资源释放与回滚。现代工具可以重测，但必须单列与2012年机制的差异。
2.6.2 替代方案
正式节点 17/18。 “2.6.2 替代方案”必须放进“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”的性能因果链：先固定输入与正确输出，再区分Java、JNI、原生、内存、线程、设备和图形边界，最后选择时间、分配、唤醒或帧证据。没有等价性测试和基线，任何更快数字都不能算优化。
为该节点准备未优化、优化和反例三组实现。固定设备、Android版本、ABI、CPU状态、构建类型与数据规模，完成预热和重复采样；记录原始结果、资源释放与回滚。现代工具可以重测，但必须单列与2012年机制的差异。
2.7 总结
正式节点 18/18。 “2.7 总结”必须放进“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”的性能因果链：先固定输入与正确输出，再区分Java、JNI、原生、内存、线程、设备和图形边界，最后选择时间、分配、唤醒或帧证据。没有等价性测试和基线，任何更快数字都不能算优化。
为该节点准备未优化、优化和反例三组实现。固定设备、Android版本、ABI、CPU状态、构建类型与数据规模，完成预热和重复采样；记录原始结果、资源释放与回滚。现代工具可以重测，但必须单列与2012年机制的差异。
本章回顾
本页从“第2章 NDK入门”覆盖到“2.7 总结”，共18个正式节点。掌握标准是能沿“贯通NDK内容、Java与C/C++混合、JNI粘合层、Makefile、ABI配置、Android.mk、性能对照与NativeActivity”解释执行与资源因果链，运行等价、边界和故障实验，并让另一位开发者凭JNI签名、Application.mk与Android.mk、ABI产物、加载日志、基准和NativeActivity回退重放结论。
练习
问题 1：“第2章 NDK入门”覆盖哪些正式节点与性能主线？
问题 2：怎样建立本章最小可重复实验？
问题 3：本章最需要推翻的错误假设是什么？
问题 4：为什么一次更快数字不能证明优化？
问题 5：怎样迁移到现代Android而不改写原书？
问题 6：达到独立交接标准需要什么？
名词解释
本章出现的专业名词，用大白话再讲一遍。
- 性能基线
- 在相同输入、环境与可观察结果下代表优化前行为和资源成本的参照实现。
- 测量协议
- 规定设备状态、输入规模、预热、采样、统计和失败判据的可复现实验合同。
- 原生边界
- Java经JNI进入C/C++并承担数据转换、引用、异常、线程附着与ABI兼容的接口。
- 内存局部性
- 让连续计算访问相邻数据并减少缓存未命中和不必要对象分配的布局性质。
- 能耗预算
- 一次功能允许消耗的CPU、无线电、定位、传感器、图形与唤醒总成本。