1. 當看到一個在Android平臺上執行的Python程式時，我的第一個好奇的地方就是它究竟是怎麼做到的。

2. 好，費話少說，我們通過原始碼來分析一下。

3. 首先從dist/default匯入工程，如圖所示：

4. 接下來我們來理順一下整個的Python程式的引導過程

5. PythonActivity的onCreate中：

    mView =new SDLSurfaceView(
            this,
            mPath.getAbsolutePath());
    Hardware.view =mView;
    setContentView(mView); 
 

6. SDLSurfaceView實現了：SurfaceHolder.Callback，所以接下來SDLSurfaceView.surfaceChanged將被呼叫

7. 來看看surfaceChanged做了什麼：

    if (!mRunning) {
        mRunning =true;
        new Thread(this).start();
    }else {
        mChanged =true;
        if (mStarted) {
             nativeExpose();
        }
    } 

從new Thread(this).start()我們知道會建立一個執行緒，在這個執行緒裡，SDLSurfaceView的run方法將被呼叫

8. 接下來再看看SDLSurfaceView.run

這個函式主要是完成一些OPENGL的初始化工作，然後呼叫 waitForStart();

waitForStart()在等什麼呢？答案是，在等待Python的初始化工作完成。

9. PythonActivity的onResume中：

    if (!mLaunchedThread) {
        mLaunchedThread =true;
        new Thread(this).start();
    }
    if (mView !=null) {
        mView.onResume();
    } 
 

該函式的主要作用就是建立了一個執行緒

另外，當PythonActivyt被建立的時候，mView.onResume什麼事也沒做。

10. 再來看看PythonActivity這個執行緒的run函式看看做了什麼

public void run() {
    unpackData("private", getFilesDir());
    unpackData("public",externalStorage);
    System.loadLibrary("sdl");
    System.loadLibrary("sdl_image");
    System.loadLibrary("sdl_ttf");
    System.loadLibrary("sdl_mixer");
    System.loadLibrary("python2.7");
    System.loadLibrary("application");
    System.loadLibrary("sdl_main");
    System.load(getFilesDir() +"/lib/python2.7/lib-dynload/_io.so" );
    System.load(getFilesDir() +"/lib/python2.7/lib-dynload/unicodedata.so" );
    try {
        System.loadLibrary("sqlite3");
        System.load(getFilesDir() +"/lib/python2.7/lib-dynload/_sqlite3.so" );
    }catch(UnsatisfiedLinkError e) {
    }
    try {
        System.load(getFilesDir() +"/lib/python2.7/lib-dynload/_imaging.so" );
        System.load(getFilesDir() +"/lib/python2.7/lib-dynload/_imagingft.so" );
        System.load(getFilesDir() +"/lib/python2.7/lib-dynload/_imagingmath.so" );
    }catch(UnsatisfiedLinkError e) {
    }
    if (mAudioThread ==null ) {
        Log.i("python","Starting audio thread");
        mAudioThread =new AudioThread(this);
    }
    runOnUiThread(new Runnable () {
        public void run() {
            mView.start();
        }
    });
} 

首先是從private.mp3中解壓出python的執行環境

unpackData("private", getFilesDir());

解壓的路徑是程式所在的data目錄的files檔案資料夾下

再解壓出Kivy的程式碼

unpackData("public", externalStorage);

解壓的路徑是在內部SD卡中。

在這裡主要要是載入了一堆的動態庫，然後呼叫

runOnUiThread(new Runnable () { public void run() { mView.start(); } });

轉到SDLSurfaceView.start中運行了。

11. 再來看看SDLSurfaceView.start做了什麼：

    this.setFocusableInTouchMode(true);
    this.setFocusable(true);
    this.requestFocus();
    synchronized (this) {
        mStarted =true;
        this.notify();
    } 

這裡我們比較關注的是：this.notify()，這樣SDLSurfaceView.run裡的waitForStart該返回了

12. 接著往下看SDLSurface.run裡的程式碼：
 

   nativeResize(mWidth,mHeight);
    nativeInitJavaCallbacks();
    nativeSetEnv("ANDROID_PRIVATE",mFilesDirectory);
    nativeSetEnv("ANDROID_ARGUMENT",mArgument);
    nativeSetEnv("PYTHONOPTIMIZE","2");
     nativeSetEnv("PYTHONHOME",mFilesDirectory);
     nativeSetEnv("PYTHONPATH",mArgument +":" +mFilesDirectory +"/lib");
    //XXX Using SetOpenFile make a crash in nativeSetEnv. I don't
    // understand why, maybe because the method is static or something.
    // Anyway, if you remove that part of the code, ensure the Laucher
    // (ProjectChooser) is still working.
    final android.content.Intent intent =mActivity.getIntent();
    if (intent !=null) {
        final android.net.Uri data = intent.getData();
        if (data !=null && data.getEncodedPath() !=null)
            nativeSetEnv("PYTHON_OPENFILE", data.getEncodedPath());
    }
    nativeSetMultitouchUsed();
    nativeInit(); 

這裡做了幾件事：

設定Python的路徑

設定Kivy程式碼所在的路徑

最後呼叫native函式nativeInit即開始進行Python的初始化了。

13. 最後，來看下nativeInit做了什麼動作

我們先找到src\jni\sdl_main下的sdl_main.c

extern C_LINKAGE void
JAVA_EXPORT_NAME(SDLSurfaceView_nativeInit) ( JNIEnv*  env, jobject thiz )
{
  int argc = 1;
  char * argv[] = { "sdl" };
  main( argc, argv );
};

extern C_LINKAGE void
JAVA_EXPORT_NAME(SDLSurfaceView_nativeIsSdcardUsed) ( JNIEnv*  env, jobject thiz, jint flag )
{
  isSdcardUsed = flag;
}

extern C_LINKAGE void
JAVA_EXPORT_NAME(SDLSurfaceView_nativeSetEnv) ( JNIEnv*  env, jobject thiz, jstring j_name, jstring j_value )
{
    jboolean iscopy;
    const char *name = (*env)->GetStringUTFChars(env, j_name, &iscopy);
    const char *value = (*env)->GetStringUTFChars(env, j_value, &iscopy);
    setenv(name, value, 1);
    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, j_name, name);
    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, j_value, value);
}

我們重點關注一下:SDLSurfaceView_nativeInit

JAVA_EXPORT_NAME(SDLSurfaceView_nativeInit) ( JNIEnv*  env, jobject thiz )
{
int argc = 1;
char * argv[] = { "sdl" };
main( argc, argv );
}; 

 這裡的main是在哪裡實現的呢？

先來看看sdl_main.c包含的標頭檔案：sdl_main.h

#define main SDL_main

哦，原來這個main原名叫SDL_main

那麼我們接下來搜尋一下SDL_main在什麼地方定義的吧，你會發現死活搜尋不到

再來看下jni/sdl_main/Android.mk

LOCAL_SHARED_LIBRARIES := sdl application

這裡引用了application這個動態庫

application在哪裡呢？我們找到src\jni\application\src\start.c,這裡有一個main,但是我們要找的是SDL_main

我們接著看start.c引用的標頭檔案SDL.h，在SDL.h裡引用了SDL_main.h，而SDL_main.h裡定義了：#define main SDL_main

嗯，很清楚了，start.c裡的main就是SDL_main

最後，來看下main的程式碼，做了哪些工作：

int main(int argc, char **argv) {

    char *env_argument = NULL;
    int ret = 0;
    FILE *fd;

    LOG("Initialize Python for Android");
    env_argument = getenv("ANDROID_ARGUMENT");
    setenv("ANDROID_APP_PATH", env_argument, 1);
  //setenv("PYTHONVERBOSE", "2", 1);
    Py_SetProgramName(argv[0]);
    Py_Initialize();
    PySys_SetArgv(argc, argv);

    /* ensure threads will work.
     */
    PyEval_InitThreads();

    /* our logging module for android
     */
    initandroidembed();

    /* inject our bootstrap code to redirect python stdin/stdout
     * replace sys.path with our path
     */
    PyRun_SimpleString(
        "import sys, posix\n" \
        "private = posix.environ['ANDROID_PRIVATE']\n" \
        "argument = posix.environ['ANDROID_ARGUMENT']\n" \
        "sys.path[:] = [ \n" \
     "    private + '/lib/python27.zip', \n" \
     "    private + '/lib/python2.7/', \n" \
     "    private + '/lib/python2.7/lib-dynload/', \n" \
     "    private + '/lib/python2.7/site-packages/', \n" \
     "    argument ]\n" \
        "import androidembed\n" \
        "class LogFile(object):\n" \
        "    def __init__(self):\n" \
        "        self.buffer = ''\n" \
        "    def write(self, s):\n" \
        "        s = self.buffer + s\n" \
        "        lines = s.split(\"\\n\")\n" \
        "        for l in lines[:-1]:\n" \
        "            androidembed.log(l)\n" \
        "        self.buffer = lines[-1]\n" \
        "    def flush(self):\n" \
        "        return\n" \
        "sys.stdout = sys.stderr = LogFile()\n" \
     "import site; print site.getsitepackages()\n"\
     "print 'Android path', sys.path\n" \
        "print 'Android kivy bootstrap done. __name__ is', __name__");

    /* run it !
     */
    LOG("Run user program, change dir and execute main.py");
    chdir(env_argument);

  /* search the initial main.py
   */
  char *main_py = "main.pyo";
  if ( file_exists(main_py) == 0 ) {
     if ( file_exists("main.py") )
       main_py = "main.py";
     else
       main_py = NULL;
  }

  if ( main_py == NULL ) {
     LOG("No main.pyo / main.py found.");
     return -1;
  }

    fd = fopen(main_py, "r");
    if ( fd == NULL ) {
        LOG("Open the main.py(o) failed");
        return -1;
    }

    /* run python !
     */
    ret = PyRun_SimpleFile(fd, main_py);

    if (PyErr_Occurred() != NULL) {
        ret = 1;
        PyErr_Print(); /* This exits with the right code if SystemExit. */
        if (Py_FlushLine())
       PyErr_Clear();
    }

    /* close everything
     */
  Py_Finalize();
    fclose(fd);

    LOG("Python for android ended.");
    return ret;
}

首先，當然是初始化Python：Py_Initialize()

接下來允許Python多執行緒:PyEval_InitThreads()

PyRun_SimpleString裡執行的程式碼的作用是將Python的輸出重定向到Android的log輸出，這樣我們就可以在logcat裡看到Python的日誌輸出了。

最後，呼叫PyRun_SimpleFile執行Kivy程式碼

14. 好，整個過程講完了，不算複雜，但是確實有些繞。

（完）