Jni Tips

1.JavaVM and JNIEnv


JNI有两种关键的数据结构,JavaVM和JNIEnv,两者均为指向VM方法JNI方法的列表的的指针(C++版本中它们是Class,Class的所有成员均为函数指针)。JavaVM提供创建和销毁VM的调用接口,理论上可以创建多个VM,但Android仅仅支持一个VM。JNIEnv提供所有JNI接口函数,Native函数的第一个参数即为JNIEnv。

JNIEnv提供大多数JNI方法,你的所有Native方法都接受一个JNIEnv作为第一个参数。

JNIEnv仅仅用于线程本地使用,不允许多个线程共享一个JNIEnv。

2.Threads


所有Linux线程均被Kernel调度,通常线程起始于托管代码(可理解为Java代码),使用Thread.start方法启动。但线程也可以在任何其他地方被创建,线程创建(使用thread_create)之后可以使用JNI的AttachCurrendThread方法附加到JavaVM中。

注意:新创建的线程在Attach到JavaVM之前,是没有JNIEnv的,不能执行任何JNI调用。

Attaching一个线程到JavaVM时,将使一个java.lang.Thread被创建和添加到main ThreadGroup。对一个已经Attach到JavaVM的线程调用AttachCurrendThread是无效的。

Android不会Suspend执行Native Code的线程,如果垃圾回收正在进行或者调试器在请求Suspend,Android将在线程下一次调用JNI函数时执行Suspend。

Attach到JavaVM的线程需要在其退出前显示调用DetachCurrentThread。如果实现起来有难度,在Android2.0以上系统内可使用pthread_create_key来声明一个析构函数,当线程退出的时候,析构函数将被调用,在析构函数中调用DetachCurrentThread是非常好的选择。

3.jclass,jmethodID,jfieldID


如果你想通过native代码(jni)访问你的对象(java对象),你应该通过下面方式访问

(1)通过JNIEnv的FindClass方法获取类引用。
(2)通过JNIEnv的GetFieldID方法获取成员(属性或者方法)。
(3)通过JNIEnv的GetIntField方法获取成员的里适当的内容。

同样的,你调用一个java层的对象方法是,你首先要得到这个类对象的引用和他的方法ID。这个ID经常只指向内部运行的数据结构。查找java类对象的

属性或者方法的引用或者IDs需要好几个字符串比较,一旦你拥有它们,你执行它们(指的是方法或者对象)的速度是非常快的。

Find Class、Get methodID fieldID需要花费大量的时间来做字符串比较,推荐的做法是事先缓存这些IDs,以加快调用速度。因为Android限制每个进程只有一个JavaVM,因此在方法内定义static局部变量来缓存这些IDs可有效的提升性能。

类的引用,类的成员ID,和方法ID一直都有效指导类被回收,除了很少情况下,类对象只有没在关联到类加载器的时候才会被垃圾回收机制回收,但是,在Android上是有可能出现的。备注,然而jclass是一个类引用,还有这类必须是protected权限或者有更高的访问权限(例如public)时才会被NewGlobalRel获得。


如果你想在一个类被第一次加载,和类被回收和重新加载的时候,自动缓存和重新缓存他们的ID(MethodID和fieldID),正确的初始化方式就是添加

一段像下面一样的代码在需要被访问的类里面

  /*
     * We use a class initializer to allow the native code to cache some
     * field offsets. This native function looks up and caches interesting
     * class/field/method IDs. Throws on failure.
     */

   
private static native void nativeInit();

   
static {
        nativeInit
();
   
}

4.Local and Global References


传递给Native方法的参数以及绝大多数JNI函数的返回值都是局部引用,局部引用只在Native函数调用期间有效,当Native函数调用完毕后,局部引用将失效。如果想持有一个对象的全局引用,应使用NewGlobalRef,NewGlobalWeakRef, NewGlobalRef保证全局引用的全局有效性,直到显式调用了DeleteGlobalRef。一旦对某个对象调用了NewGlobalRef,其引用计数将增加,VM将不会对其执行垃圾回收,因此在必要的时刻,应该显式调用DeleteGlobalRef来释放被引用的对象,让其被VM回收。(这应用到Object所有子类,包括jclass,jstring,和jarray)


唯一拿到非局部引用的方式是通过NewGlobalRef或者NewWeakGlobalRef.

如果你想长时间持有一个引用,你必须用全局引用,NewGlobalReef 方法拿局部引用作为参数返回一个全局引用,全局引用一直有效直到你调用DeleteGlobalRef为止。

当要缓存一个从FindClass返回的jclass时,下面这段代码经常被用到

jclass localClass = env->FindClass("MyClass");
jclass globalClass
= reinterpret_cast<jclass>(env->NewGlobalRef(localClass));


JNI中可以有多个引用指向同一个对象,如果需要测试两个引用是否指向的是同一个对象,应该使用IsSameObject方法,而不是“==”。

JNI数据类型中,jfieldID以及jmethodID不是引用类型,不能对这两个类型的数据使用NewGlobalRef;由GetStringUTFChars以及GetByteArrayElements返回的原始数据指针也不是Object类型,返回的指针可以在多个线程中使用,直到调用了对应的Release方法。

有一种特殊的情况你需要注意:如果你将一个Native线程通过AttachCurrentThread方法Attach到VM,则该Native线程中的Local Reference始终不会自动free掉(线程Detach时才会free掉Local Reference),因此这种情况下,你需要手动Delete所以你创建的Local Reference。通常,在一个Loop中创建的任何Local Reference也需要手动Delete,因为VM能够创建的Local Reference的数量是有限的。

5.UTF-8 and UTF-16 Strings


Java中Char类型与String类型使用UTF-16编码,而C代码中的Char以及String(字符数组)使用UTF-8编码。为解决这个问题JNI提供GetStringUTFChars函数用于返回UTF-8编码的String,但调用该方法将导致额外的内存分配和转换操作,执行速率不及GetStringChars。

当通过Get方法获取到String后不要忘记调用Release方法。String Get方法返回的C方式的指针jchar ,jbyte指向的是原始的数据而并非局部引用,因此在调用Release方法之前这些指针都是有效的,同时也以为这,在Native方法Return后VM不会自动释放指向的资源。

不要向NewStringUTF方法传递非UTF-8编码的数据。一个常见的错误是从文件或者网络读取数据然后直接传递给NewStringUTF。除非你非常清楚数据是ASCII格式的,否则你应当对其做适当的转换,NewStringUTF只接受UTF-8编码的字符串。

6.Exceptions


在异常已经发生的时候不能调用JNI方法,你的代码应该通过ExceptionCheck和ExceptionOccured方法判断是否有异常发生,如果异常发生你可以:返回、处理异常清除异常。在异常发生的时候可以调用的JNI方法如下:

  • DeleteGlobalRef
  • DeleteLocalRef
  • leteWeakGlobalRef
  • ExceptionCheck
  • ExceptionClear
  • ExceptionDescribe
  • ExceptionOccurred
  • MonitorExit
  • PopLocalFrame
  • PushLocalFrame
  • Release\

7.Extended Checking


VM会对JNI调用做一些额外的运行时检查,包括:

  • 数组:分配数组的长度为负值。
  • 非法指针:传递非法的jarray/jclass/jobject/jstring指针到JNI函数。或者传递NULL指针给一个必须为非NULL的参数。
  • 类名:传递非法的类名,正确的类名的写法应类似”java/lang/String”。
  • DirectByteBuffer:传递非法的参数到NewDirectByteBuffer。
  • 异常:在JNI Exception发生时,不做任何处理继续调用JNI方法。
  • JNIEnv*s:在线程中错误的使用JNIEnv(每个线程都有不同的JNIEnv,不能公用)。
  • jfieldID,jmethodID:使用和传递非法的或者不匹配的ID。
  • 引用:Delete引用的时候调用的Delete方法不匹配。
  • Release Mode:在调用Release方法的时候使用了错误了mode(0,JNI_COMMIT,JNI_ABORT)。
  • 类型安全:Native方法返回值不匹配。
  • UFT-8:传递了无效的UTF-8字符串到JNI方法。

启动JNI检查的方法

Emulator 默认已打开

ROOT过的设备

adb shell stop
adb shell setprop dalvik.vm.checkjni true
adb shell start
  • 1
  • 2
  • 3
  • 1
  • 2
  • 3

常规设备

adb shell setprop debug.checkjni 1




posted @ 2016-12-14 16:32  喵叔  阅读(262)  评论(0编辑  收藏  举报