Android JNI 示例详解：Java 与 C++ 互调演示

1. Demo 概述

这个 Demo 演示了 Android JNI 开发中最常用的几类交互场景，分为两个文件：

Java 层 ：Test.java（包名 com.qhsoft.jnitestdemo）------ 声明 native 方法、提供供 C 回调的方法
Native 层 ：test.cpp ------ 各 native 方法的 C/C++ 实现

覆盖的核心场景：

场景	对应方法
Java 调 C · 返回字符串	`showMsg`
Java 调 C · 基本类型运算	`sum`
Java 调 C · 字符串拼接	`append`
C 回调 Java 方法	`callC`
遍历 Java 集合（ArrayList）	`sumList`
遍历对象集合并构造新对象	`sumAge`
字符串 / 数组操作	`length`、`sumInt`、`getByteArray`
在 C 中创建 Java 对象	`getPerson`

注意：Demo 中用到了 com.qhsoft.jnitestdemo.Person 类（含 name、age 字段及对应 getter/setter），该类不在此文档中。

2. Java 层：Test.java

要点：

static {} 代码块中通过 System.loadLibrary("TestDemo") 加载 Native 库 libTestDemo.so，类加载时执行一次
所有 native 方法只有声明、没有实现，具体逻辑全部在 C 层完成
showJava 是一个普通 Java 方法，专门用来被 C 层回调（弹 Toast）

java 复制代码

package com.qhsoft.jnitestdemo;

import android.content.Context;
import android.widget.Toast;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Test {

    // 加载 Native 库（libTestDemo.so）
    static {
        System.loadLibrary("TestDemo");
    }

    private Context mContext;

    public Test(Context mContext) {
        this.mContext = mContext;
    }

    // 供 C 层回调的 Java 方法：弹一个 Toast
    public void showJava(String str) {
        Toast.makeText(mContext, str, Toast.LENGTH_LONG).show();
    }

    // ============ 声明的 native 方法（实现见 test.cpp） ============

    public native String showMsg();                     // 返回一个字符串
    public native void callC(String str);               // C 层回调 showJava
    public native float sum(float i, float j);          // 两个 float 求和
    public native String append(String a, String b);    // 拼接两个字符串
    public native int sumList(ArrayList<Integer> list); // 遍历 Integer 列表求和
    public native Person sumAge(List<Person> list);     // 汇总所有人年龄，返回新 Person
    public native int length(String str);               // 获取字符串长度
    public native int sumInt(int[] src);                // int 数组求和
    public native byte[] getByteArray(byte[] array);    // byte 数组每个元素 +10
    public native Person getPerson();                   // 在 C 中构造 Person 对象
}

3. Native 层：test.cpp

3.1 头文件与日志宏

引入 JNI 头文件与 Android 日志头文件
LOG_D / LOG_E 封装了 __android_log_print，可在 Logcat 中用 Tag jni 过滤输出

arduino 复制代码

#include <jni.h>
#include <cstring>
#include <malloc.h>
#include <android/log.h>
#include <__locale>

using namespace std;

#define LOG_D(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "jni", __VA_ARGS__)
#define LOG_E(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, "jni", __VA_ARGS__)

extern "C" {

说明：所有函数都包在 extern "C" 中，避免 C++ 名称修饰导致 JNI 找不到符号；文档结尾应有对应的 }。

3.2 返回字符串：showMsg

最简单的 JNI 用法：直接用 NewStringUTF 把 C 字符串转成 jstring 返回给 Java。

bash 复制代码

JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_qhsoft_jnitestdemo_Test_showMsg(JNIEnv *env, jobject obj) {
    return env->NewStringUTF("欢迎世界");
}

3.3 C 回调 Java 方法：callC

演示 C 层主动调用 Java 方法 的完整三步：

FindClass 拿到 Java 类（等价写法：GetObjectClass(obj)）
GetMethodID 拿到方法 ID ------ 注意签名 (Ljava/lang/String;)V 表示「参数 String、返回 void」
CallVoidMethod 真正调用

ini 复制代码

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_qhsoft_jnitestdemo_Test_callC
        (JNIEnv *env, jobject obj, jstring jstr) {
    jclass myclass = env->FindClass("com/qhsoft/jnitestdemo/Test");
//    jclass myclass = env->GetObjectClass(obj);   // 等价写法
    jmethodID mid = env->GetMethodID(myclass, "showJava", "(Ljava/lang/String;)V");
    env->CallVoidMethod(obj, mid, jstr);
}

3.4 基本类型运算：sum

基本类型（jint / jfloat 等）可以直接当 C 类型用，无需转换。

arduino 复制代码

JNIEXPORT jfloat JNICALL
Java_com_qhsoft_jnitestdemo_Test_sum(JNIEnv *env, jobject obj, jfloat i, jfloat j) {
    return i + j;
}

3.5 字符串拼接：append

GetStringUTFChars 把 jstring 转成 C 的 char*
GetStringLength 拿到字符长度，据此 malloc 结果缓冲区
strcpy + strcat 完成拼接，再包回 jstring 返回

scss 复制代码

JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_qhsoft_jnitestdemo_Test_append(JNIEnv *env, jobject obj, jstring a, jstring b) {
    const char* cstr1 = env->GetStringUTFChars(a, JNI_FALSE);
    int alen = env->GetStringLength(a);
    char* rtn = (char *) malloc(alen + 1);  // "\0" 申请空间

    strcpy(rtn, cstr1);

    const char* cstr2 = env->GetStringUTFChars(b, JNI_FALSE);
    strcat(rtn, cstr2);

    return env->NewStringUTF(rtn);
}

3.6 遍历 ArrayList 求和：sumList

Java 的 ArrayList 在 C 里就是一个 jobject，操作方式是反射式调用：

GetObjectClass 拿到 List 类，再取 size() 和 get() 两个方法 ID
循环内 CallObjectMethod 逐个取出元素（得到 Integer 对象）
对每个元素再反射调用 intValue() 拆箱累加

ini 复制代码

JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_qhsoft_jnitestdemo_Test_sumList(JNIEnv* env, jobject obj, jobject objectList) {
    jclass class_list = env->GetObjectClass(objectList);
    jmethodID jmethodId_size = env->GetMethodID(class_list, "size", "()I");
    jmethodID jmethodId_get  = env->GetMethodID(class_list, "get", "(I)Ljava/lang/Object;");
    int len = env->CallIntMethod(objectList, jmethodId_size);
    LOG_D("len:%d", len);

    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        jobject jobject1 = env->CallObjectMethod(objectList, jmethodId_get, i);
        jclass jclass1 = env->GetObjectClass(jobject1);
        jmethodID intvalue_Id = env->GetMethodID(jclass1, "intValue", "()I");
        int x = env->CallIntMethod(jobject1, intvalue_Id);
        LOG_D("get获取到的值:%d", x);
        sum = sum + x;
    }
    return sum;
}

3.7 汇总对象年龄并返回新对象：sumAge

在 3.6 的基础上更进一步：

遍历 List<Person>，反射调用每个元素的 getAge() 累加
通过 FindClass("com/qhsoft/jnitestdemo/Person") + NewObject 在 C 中创建新 Person
用 GetFieldID + SetIntField / SetObjectField 直接给字段 age、name 赋值

ini 复制代码

JNIEXPORT jobject JNICALL
Java_com_qhsoft_jnitestdemo_Test_sumAge(JNIEnv *env, jobject obj, jobject objectList) {
    jclass class_list = env->GetObjectClass(objectList);
    jmethodID jmethodId_size = env->GetMethodID(class_list, "size", "()I");
    jmethodID jmethodId_get  = env->GetMethodID(class_list, "get", "(I)Ljava/lang/Object;");
    int len = env->CallIntMethod(objectList, jmethodId_size);
    LOG_D("len:%d", len);

    int sumAge = 0;
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        jobject jobject1 = env->CallObjectMethod(objectList, jmethodId_get, i);
        jclass jclass1 = env->GetObjectClass(jobject1);
        jmethodID getAge_Id = env->GetMethodID(jclass1, "getAge", "()I");
        int x = env->CallIntMethod(jobject1, getAge_Id);
        sumAge = sumAge + x;
    }

    // 创建结果对象：new Person()，并设置 age / name 字段
    jclass jclass2 = env->FindClass("com/qhsoft/jnitestdemo/Person");
    jmethodID jmethodId = env->GetMethodID(jclass2, "<init>", "()V");
    jobject jobject2 = env->NewObject(jclass2, jmethodId);

    jfieldID jfieldId = env->GetFieldID(jclass2, "age", "I");
    env->SetIntField(jobject2, jfieldId, sumAge);

    jfieldID jfieldId1 = env->GetFieldID(jclass2, "name", "Ljava/lang/String;");
    jstring name = env->NewStringUTF("hai");
    env->SetObjectField(jobject2, jfieldId1, name);

    return jobject2;
}

3.8 字符串长度：length

rust 复制代码

JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_qhsoft_jnitestdemo_Test_length(JNIEnv *env, jobject obj, jstring str) {
    return env->GetStringLength(str);
}

3.9 int 数组求和：sumInt

GetArrayLength 取数组长度
GetIntArrayElements 把 Java 数组转成 C 指针（获取的是数组副本或直接引用）

ini 复制代码

JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_qhsoft_jnitestdemo_Test_sumInt(JNIEnv *env, jobject obj, jintArray str) {
    int len = env->GetArrayLength(str);
    int* result = env->GetIntArrayElements(str, JNI_FALSE);

    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        sum = sum + result[i];
    }
    return sum;
}

3.10 byte 数组处理：getByteArray

演示 JNI 数组操作的标准四步流程：取指针 → 处理 → 释放 → 回写。

ini 复制代码

JNIEXPORT jbyteArray JNICALL
Java_com_qhsoft_jnitestdemo_Test_getByteArray(JNIEnv *env, jobject obj, jbyteArray j_array) {
    // 1. 获取数组指针和长度
    jbyte *c_array = env->GetByteArrayElements(j_array, 0);
    int len_arr = env->GetArrayLength(j_array);

    // 2. 具体处理：每个元素 +10
    jbyteArray c_result = env->NewByteArray(len_arr);
    jbyte buf[len_arr];
    for (int i = 0; i < len_arr; i++) {
        buf[i] = c_array[i] + 10;
    }

    // 3. 释放内存（必须调用，否则内存泄漏）
    env->ReleaseByteArrayElements(j_array, c_array, 0);

    // 4. 把结果写回新数组并返回
    env->SetByteArrayRegion(c_result, 0, len_arr, buf);
    return c_result;
}

3.11 在 C 中构造对象：getPerson

与 3.7 直接给字段赋值不同，这里反射调用的是 setter 方法 （setAge / setName），并用 DeleteLocalRef 主动释放局部引用。

ini 复制代码

JNIEXPORT jobject JNICALL
Java_com_qhsoft_jnitestdemo_Test_getPerson(JNIEnv *env, jobject obj) {
    jclass clazz = env->FindClass("com/qhsoft/jnitestdemo/Person");
    jmethodID mid_construct = env->GetMethodID(clazz, "<init>", "()V");
    jobject jobj = env->NewObject(clazz, mid_construct);

    jmethodID age_id = env->GetMethodID(clazz, "setAge", "(I)V");
    env->CallVoidMethod(jobj, age_id, 30);

    jmethodID name_id = env->GetMethodID(clazz, "setName", "(Ljava/lang/String;)V");
    jstring jstring1 = env->NewStringUTF("hai");
    env->CallVoidMethod(jobj, name_id, jstring1);

    env->DeleteLocalRef(clazz);

    return jobj;
}

4. 附：JNI 方法命名与常用 API 速查

方法命名规则 ：Java_完整类名(点换下划线)_方法名，如 Java_com_qhsoft_jnitestdemo_Test_showMsg。

本文用到的 JNI API：

API	用途
`NewStringUTF`	创建 jstring 返回给 Java
`GetStringUTFChars` / `GetStringLength`	jstring 转 C 字符串 / 取长度
`FindClass` / `GetObjectClass`	按全限定名 / 按对象拿 jclass
`GetMethodID` / `GetFieldID`	拿方法 / 字段 ID（需传签名）
`CallVoidMethod` / `CallIntMethod` / `CallObjectMethod`	反射调用 Java 方法
`NewObject`	在 C 中创建 Java 对象（`<init>` 构造器）
`SetIntField` / `SetObjectField`	直接给对象字段赋值
`GetArrayLength` / `GetIntArrayElements` / `ReleaseByteArrayElements` / `SetByteArrayRegion`	数组：取长度、取指针、释放、回写
`DeleteLocalRef`	主动释放局部引用