Unity3D与Android通信：消息机制实现全解析

在移动游戏开发领域，Unity3D与Android原生层的交互需求日益增长。开发者常需调用Android系统权限、集成第三方SDK或实现硬件级功能，这要求建立稳定高效的跨平台通信机制。本文将系统阐述Unity3D与Android通信的核心方法，重点解析消息机制的实现原理与技术要点。

一、通信基础架构解析

Unity3D与Android的通信本质是Java/Kotlin与C#的跨语言交互。其底层通过JNI（Java Native Interface）实现，Unity作为中间层提供两套标准化接口：AndroidJavaClass和AndroidJavaProxy。前者用于调用Android原生方法，后者用于接收Android回调。

通信模式分为两类：单向调用（Unity→Android）和双向通信（Unity↔Android）。单向调用通过UnityPlayer.UnitySendMessage实现，双向通信需建立完整的消息循环系统。典型应用场景包括：

• 调用Android原生功能（如支付、扫码）
• 处理Android系统事件（如电量变化、网络状态）
• 实现硬件交互（如蓝牙、NFC）
• 集成需要Native支持的SDK（如ARCore、高德地图）

二、Android插件开发核心流程

1. 创建Android库模块

使用Android Studio新建Java Library模块，配置build.gradle：

dependencies {
    implementation fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
    implementation 'com.unity3d.player:unity-classes:+'
}

关键点在于引入Unity的Java接口库，该库位于Unity安装目录的PlaybackEngines/AndroidPlayer/Variations目录。

2. 实现通信接口

创建核心通信类需继承UnityPlayerActivity或直接实现通信接口：

public class UnityAndroidBridge {
    private static Activity unityActivity;
    public static void init(Activity activity) {
        unityActivity = activity;
    }
    public static void showToast(final String message) {
        unityActivity.runOnUiThread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Toast.makeText(unityActivity, message, Toast.LENGTH_SHORT).show();
            }
        });
    }
    // Unity调用示例
    public static String getDeviceInfo() {
        return Build.MODEL + " " + Build.VERSION.RELEASE;
    }
}

3. Unity端集成配置

在Unity的Plugins/Android目录放置生成的AAR文件，修改AndroidManifest.xml声明自定义Activity：

<activity android:name="com.unity3d.player.UnityPlayerActivity"
          android:theme="@style/UnityThemeSelector">
    <intent-filter>
        <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
        <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
    </intent-filter>
</activity>
<activity android:name=".CustomUnityActivity" />

三、消息机制实现方案

1. UnitySendMessage机制

这是Unity提供的最简单通信方式，格式为：

AndroidJavaObject unityPlayer = new AndroidJavaClass("com.unity3d.player.UnityPlayer");
AndroidJavaObject currentActivity = unityPlayer.GetStatic<AndroidJavaObject>("currentActivity");
currentActivity.Call("runOnUiThread", new AndroidJavaRunnable(() => {
    AndroidJavaClass bridge = new AndroidJavaClass("com.example.UnityAndroidBridge");
    bridge.CallStatic("showToast", "Hello from Unity");
}));

Android端接收：

// 在自定义Activity中
public void showToastFromUnity(String message) {
    runOnUiThread(() -> Toast.makeText(this, message, Toast.LENGTH_SHORT).show());
}

限制：方法名长度不超过31字符，参数仅支持基本类型和String。

2. 接口回调模式

更灵活的方案是实现回调接口：

// Android端
public interface UnityCallback {
    void onResult(String data);
}
public class DataProcessor {
    private UnityCallback callback;
    public void setCallback(UnityCallback cb) {
        this.callback = cb;
    }
    public void processData() {
        new Handler(Looper.getMainLooper()).post(() -> {
            if(callback != null) {
                callback.onResult("Processed: " + System.currentTimeMillis());
            }
        });
    }
}

Unity端实现：

public class AndroidCallback : AndroidJavaProxy {
    private Action<string> callback;
    public AndroidCallback(Action<string> cb) : base("com.example.UnityCallback") {
        callback = cb;
    }
    void onResult(string data) {
        callback?.Invoke(data);
    }
}
// 使用示例
var processor = new AndroidJavaClass("com.example.DataProcessor");
processor.CallStatic("setCallback", new AndroidCallback((data) => {
    Debug.Log("Received: " + data);
}));
processor.CallStatic("processData");

3. JSON数据交互

复杂数据建议使用JSON格式：

// Android端
public String getDeviceData() {
    JSONObject data = new JSONObject();
    try {
        data.put("model", Build.MODEL);
        data.put("sdk", Build.VERSION.SDK_INT);
        data.put("time", System.currentTimeMillis());
    } catch (JSONException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return data.toString();
}

Unity端解析：

using SimpleJSON;
string jsonData = androidBridge.CallStatic<string>("getDeviceData");
JSONNode node = JSON.Parse(jsonData);
Debug.Log($"Model: {node["model"]}, SDK: {node["sdk"]}");

四、线程安全与性能优化

1. 线程模型处理

Android主线程（UI线程）禁止执行耗时操作，Unity的主线程同样需要保护。跨线程通信必须通过Handler或runOnUiThread：

// Android端安全调用示例
new Handler(Looper.getMainLooper()).post(() -> {
    // 更新UI或调用Unity方法
});

2. 消息队列优化

高频消息建议使用队列缓冲：

public class MessageQueue {
    private final BlockingQueue<String> queue = new LinkedBlockingQueue<>();
    public void enqueue(String message) {
        queue.offer(message);
    }
    public String dequeue() throws InterruptedException {
        return queue.poll(100, TimeUnit.MILLISECONDS);
    }
}

3. 性能监控指标

关键性能指标包括：

• 消息延迟（平均/最大）
• 调用频率（次/秒）
• 内存占用增量
• 线程阻塞时间

建议使用Android Profiler和Unity Profiler联合监控。

五、典型应用场景实现

1. 支付系统集成

// Android支付回调
public class PaymentListener extends UnityCallback {
    @Override
    public void onResult(String data) {
        JSONObject result = new JSONObject(data);
        UnityPlayer.UnitySendMessage("PaymentManager", "OnPaymentResult", 
            result.toString());
    }
}

2. 传感器数据采集

// Unity端订阅传感器数据
AndroidJavaClass sensorManager = new AndroidJavaClass("com.example.SensorBridge");
sensorManager.CallStatic("startSensor", new AndroidCallback((data) => {
    // 处理加速度计、陀螺仪数据
}));

3. 混合导航实现

// Android导航接口
public void startNavigation(double lat, double lng, String callbackObj) {
    Intent intent = new Intent(this, NavigationActivity.class);
    intent.putExtra("lat", lat);
    intent.putExtra("lng", lng);
    intent.putExtra("callback", callbackObj);
    startActivity(intent);
}

六、调试与错误处理

1. 日志系统集成

建立分级日志系统：

public class UnityLogger {
    public static void d(String tag, String message) {
        Log.d(tag, message);
        UnityPlayer.UnitySendMessage("DebugConsole", "LogMessage", 
            String.format("[D]%s: %s", tag, message));
    }
    // 实现v/i/w/e方法
}

2. 异常捕获机制

关键位置添加异常处理：

try {
    // 危险操作
} catch (Exception e) {
    UnityLogger.e("NativeBridge", Log.getStackTraceString(e));
    UnityPlayer.UnitySendMessage("ErrorHandler", "OnNativeError", e.getMessage());
}

3. 版本兼容处理

检查Android版本：

if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.M) {
    // 使用新API
} else {
    // 回退方案
}

七、最佳实践建议

1. 模块化设计：将功能按模块划分，每个AAR解决单一问题
2. 接口标准化：定义清晰的接口规范，包括方法名、参数、返回值约定
3. 资源管理：及时释放AndroidJavaObject引用，避免内存泄漏
4. 性能测试：在低配设备上进行压力测试，确保通信效率
5. 文档规范：为每个通信接口编写详细的调用说明和示例代码

结语

Unity3D与Android的通信机制是实现复杂移动应用功能的关键技术。通过合理选择消息传递模式、严格处理线程安全、优化数据交互格式，开发者可以构建出稳定高效的跨平台通信系统。随着移动设备性能的不断提升，这种混合开发模式将在AR/VR、物联网、车机互联等领域发挥更大价值。建议开发者持续关注Android新特性与Unity的更新，保持技术方案的先进性。