Python以其简洁易读的语法和强大的库而闻名,但长期以来,官方并未正式支持Android平台。如今,这道缺憾终于被填补!本文将详细解读Python官方如何将Python带到Android设备上,并为开发者提供全面的开发指南。
一、缘起
移动平台在计算领域的重要性日益凸显,Android作为全球占比最高的移动操作系统,其用户基数庞大。然而,CPython长期缺乏对Android的官方支持,这限制了Python在移动开发领域的应用。虽然Chaquopy、BeeWare和Kivy等第三方项目为Android提供了Python运行环境,但官方支持才能更好地保证稳定性和生态的繁荣。
二、技术挑战与解决方案:兼容性及构建
Android基于Linux内核和ELF二进制格式,但使用Bionic而非glibc作为C库实现,这导致其与其他Linux发行版缺乏二进制兼容性。幸运的是,Android与Linux在源码层面具有良好的兼容性。自2014年以来,大多数为Linux编译的C代码都能在Android上编译。
PEP 738提出,Python 3.13将Android作为Tier 3支持平台,最小支持版本为Android 5.0 (API level 21),覆盖99%的活跃设备。这需要解决以下技术挑战:
• 构建工具: 使用Android NDK (Native Development Kit)进行编译,选择长期支持版本(例如r26)以保证稳定性;使用Gradle构建完整的可部署应用。
• 架构支持: 目前,仅支持64位架构(arm64-v8a和x86_64),未来可能会扩展到32位架构。
• 应用生命周期: Android应用主要使用Java或Kotlin开发,Python代码将以动态库
libpython3.x.so
的形式嵌入应用,通过JNI调用。
三、开发实践:嵌入式Python与模块支持
PEP 738建议将Python作为动态库嵌入Android应用,开发者无需安装程序。这种方式类似于Windows的嵌入式包。具体步骤如下:
1. 编译Python库: 使用Android NDK编译CPython源码,生成
libpython3.x.so
库文件。2. 嵌入到Android应用: 在Android应用中使用
dlopen
加载libpython3.x.so
,并通过JNI调用Python代码。3. 扩展模块链接: 所有Python扩展模块都必须显式链接
libpython3.x.so
。4. 标准库支持: 部分标准库模块因依赖不可用的C API而在Android平台上不支持,例如
curses
、readline
、tkinter
和multiprocessing
等。
四、平台模块与标准输出:sys和platform
sys
模块的输出将发生改变:sys.stdout
和sys.stderr
将重定向到Android的Logcat,sys.stdin
将始终返回EOF。platform
模块将新增platform.android_ver()
方法,返回包含Android版本号、API级别、制造商、型号、设备名和是否是模拟器的namedtuple。platform.system()
将返回"Android"。
五、构建与发布:Android wheels
Android wheels将使用android_<api-level>_<abi>
格式的标签,例如android_21_arm64_v8a
。pip等安装工具应能够识别这些标签,类似于macOS的标签处理方式。这需要完善工具链,例如crossenv
和cibuildwheel
,以及PyPI对Android wheel标签的支持,才能方便开发者构建和发布Android版本的Python包。
总结
PEP 738标志着Python官方正式支持Android平台的开端,这将极大地促进Python在移动端的应用和发展。未来,随着更多库和框架对Android的支持,以及开发者社区的参与,Python在Android上的生态将更加繁荣,为开发者提供更多可能性。官方文档和工具链的完善,将是进一步推动Python on Android的关键。
参考文献:https://peps.python.org/pep-0738/