在当前的 Android 开发生态中：

1. Java 仍然是主流和官方推荐的应用层开发语言，绝大多数 Android App 的 UI、业务逻辑、网络请求等都是用 Java (或其近亲 Kotlin) 编写的。
2. C/C++ 主要用于“性能优化”和“硬件交互”，当 Java 代码在处理某些任务（如游戏物理引擎、视频/音频编解码、图像处理、科学计算）感到吃力时，或者需要直接操作硬件（如通过蓝牙、USB 与外设通信）时，就会引入 C/C++。
3. 它们通过 Java Native Interface (JNI) 机制桥接，这是 Java 代码调用 C/C++ 代码，以及 C/C++ 回调 Java 代码的唯一官方标准方式。

Java 在 Android 开发中的角色

Java 是 Android 平台的“一等公民”，也是过去十多年来的绝对主力。

Java 的主要用途：

• 应用层开发：编写 App 的所有可见和不可见逻辑。
  • UI 布局与交互：通过 XML 布局文件和 Java/Kotlin 代码创建用户界面，响应用户点击、滑动等操作。
  • 业务逻辑：实现 App 的核心功能，比如用户登录、数据展示、订单处理等。
  • 网络通信：使用 HttpURLConnection, OkHttp, Retrofit 等库进行网络请求和数据解析。
  • 数据存储：使用 SharedPreferences, SQLite, Room 等进行本地数据持久化。
  • 依赖注入与架构：使用 Dagger, Hilt, MVVM, MVP 等现代架构模式组织代码。

Java 的优势：

• 跨平台：“一次编写，到处运行”，Java 代码在 Android 设备上通过 Dalvik/ART 虚拟机执行，无需为不同硬件重新编译。
• 开发效率高：拥有极其丰富的第三方库（生态系统成熟），开发工具链（Android Studio, Gradle）非常完善。
• 内存管理自动：拥有自动垃圾回收机制，开发者无需手动管理内存，大大减少了内存泄漏和悬垂指针的风险。
• 类型安全：静态类型语言，在编译阶段就能发现很多错误。

Java 的劣势（也是引入 C/C++ 的原因）：

• 性能开销：运行在虚拟机上，执行效率低于原生代码。
• 无法直接操作硬件：出于安全考虑，Java 代码无法直接访问内存地址或硬件寄存器。
• 在某些计算密集型任务上表现不佳：例如复杂的 3D 渲染、实时音视频处理等。

C/C++ 在 Android 开发中的角色

C/C++ 并不用于编写整个 App，而是作为“性能增强模块”或“硬件抽象层”被引入。

C/C++ 的主要用途：

• 游戏开发：
  • 游戏引擎：像 Unity 和 Unreal Engine 的核心就是用 C++ 编写的，它们负责渲染、物理模拟等。
  • 物理引擎：计算碰撞、力、运动等，需要极高的性能。
• 音视频处理：
  • 编解码：对视频进行 H.264/H.265 的编码和解码，对音频进行 AAC/MP3 的编解码，这些算法复杂，计算量大，用 C/C++ 实现效率极高。
• 图像处理与计算机视觉：
  • 滤镜、特效：对图片进行像素级的处理，如美颜、模糊、锐化等。
  • 人脸识别、物体检测：调用 OpenCV 等库，它们的核心算法是用 C++ 实现的。
• 科学计算与模拟：

  在金融、医疗、工程等领域进行复杂的数值计算。

• 硬件交互：
  • 驱动程序：为特定的硬件（如指纹传感器、专用通信芯片）编写驱动程序。
  • 通信协议：实现与外设（如通过蓝牙连接的打印机、医疗设备）的底层通信协议。

C/C++ 的优势：

• 极致性能：编译为本地机器码，直接在 CPU 上运行，没有虚拟机开销，执行速度极快。
• 内存控制力强：可以精细地控制内存的分配和释放，适合对内存和性能有极致要求的场景。
• 直接操作硬件：可以访问内存地址、寄存器，与硬件直接通信。
• 代码可复用：一个 C/C++ 库可以被 Android、iOS、桌面应用等多个平台复用。

C/C++ 的劣势：

• 开发复杂：手动管理内存，容易产生内存泄漏、悬垂指针等严重问题。
• 跨平台性差：代码需要为不同平台（ARM, x86）和不同架构进行编译。
• 缺乏丰富的现成库：相比于 Java，生态系统稍弱，很多功能需要自己从零实现。
• 调试困难：调试原生代码比调试 Java 代码要复杂得多。

如何结合使用：Java Native Interface (JNI)

JNI 是一座桥梁，它连接了 Java 世界和 C/C++ 世界。

工作流程：

1. 在 Java 代码中声明一个 native 方法： 这个方法没有具体的实现（没有 ），只是一个声明，告诉虚拟机这个方法的实现在本地（Native）代码中。

   // MyLibrary.java
   public class MyLibrary {
       // 声明一个 native 方法
       public native String getStringFromNative();
       // 加载包含 C/C++ 实现的库文件
       static {
           System.loadLibrary("mylibrary"); // 加载 libmylibrary.so
       }
   }

2. 使用工具生成 C/C++ 的“存根”代码： 使用 Android Studio 自带的工具或 javah 命令，根据 Java 类的 native 方法声明，生成一个对应的 C/C++ 头文件（.h），这个头文件定义了 Java 和 C/C++ 之间函数的签名。

3. 在 C/C++ 中实现这个方法： 在生成的头文件基础上，编写 C/C++ 代码来实现 getStringFromNative 的功能，实现时需要遵循 JNI 规则来处理数据类型转换（Java 的 String 对应 C 的 jstring）。

   // mylibrary.c
   #include <jni.h>
   #include <string.h>
   #include "MyLibrary.h" // 生成的头文件
   // JNIEXPORT 和 JNICALL 是宏，用于声明导出函数
   //JNIEXPORT JNICALL jstring JNICALL Java_MyLibrary_getStringFromNative(JNIEnv *env, jobject thiz) {
   //    return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from C/C++!");
   //}
   // 注意：函数名有严格的命名规则：Java_包名_类名_方法名
   JNIEXPORT jstring JNICALL
   Java_com_example_myapp_MyLibrary_getStringFromNative(JNIEnv *env, jobject thiz) {
       // 创建一个 Java 字符串并返回
       return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello from C/C++!");
   }

4. 编译 C/C++ 代码为共享库（.so 文件）： 使用 Android NDK (Native Development Kit) 工具链将 C/C++ 源代码编译成平台相关的共享库文件（如 libmylibrary.so），这个库文件会被打包进 APK 中。

   
   （图片来源网络，侵删）

5. 在 Java 代码中调用： App 运行时，当调用 MyLibrary.getStringFromNative() 时，Android 运行时会找到并加载 libmylibrary.so，然后执行其中的 C/C++ 代码，并将结果返回给 Java。

数据传递与回调：

• Java -> C/C++：基本数据类型可以直接传递，对象和数组需要通过 JNI 提供的 API 进行转换。
• C/C++ -> Java：C/C++ 代码可以通过 JNIEnv 指针访问 Java 对象的方法和字段，从而实现回调，C/C++ 计算完一个结果后，可以调用一个 Java 的回调方法将结果传回。

现代趋势：Kotlin 与 C/C++

Google 官方推荐使用 Kotlin 作为 Android 的主要开发语言，而不是 Java，C/C++ 与 Java 的结合方式完全适用于 Kotlin。

• Kotlin 调用 C/C++：流程和 Java 几乎完全一样，Kotlin 同样支持 external 关键字来声明 native 方法，并且与 JNI 的兼容性非常好。
• C++ 作为 Kotlin 的扩展：由于 Kotlin 可以作为脚本语言（Kotlin Script）和更灵活的编程语言，一些开发者正在探索用 C++ 来扩展 Kotlin 的能力，尤其是在性能敏感的领域。

总结与对比

一句话总结：

用 Java/Kotlin 构建你的 App 的“骨架”和“血肉”（UI 和业务逻辑），当遇到 Java/Kotlin 处理不了的“硬骨头”（性能瓶颈或硬件需求）时，就用 C/C++ 来啃，并通过 JNI 这座桥梁把它们连接起来。