Simon在拙文《Android JNI开发入门之二》中提到了,Android JNI开发的深入学习的一些资料和方法。最近Simon在学习《Java Native Interface: Programmer’s Guide and Specification》,在学习过程中发现在JNI规范中关于引用部分是最难理解的,恕Simon愚钝,看了两遍才对其思想略有理解,在此和大家分享我对JNI规范中引用部分的理解,如果有错误之处,希望能和各位网友一起探讨。
什么是JNI规范中对象引用在JNI编程中,Native代码不能对Java虚拟机中对象的内存分布有任何假设。因为Java虚拟机可以根据自己的策略定义自己对象的内存布局。这就要求JNI规范有如下要求:
JNI规范中的引用和Java中应用有类比关系,大家可以相互对照。 JNI引用的分类JNI规范中定义了三种引用——局部引用(Local reference),全局引用(Global reference),弱全局引用(Weak global reference)。 这算三种引用的生存期是不同的,全局引用和弱全局引用的生存期为创建之后,到程序员显示的释放他们。局部引用会被Java虚拟机在当前上下文(可以理解成Java程序调用Native代码的过程)结束之后自动释放。 全局引用和局部引用将会迫使Java虚拟机不会垃圾回收其指向的对象。而弱全局引用指向的对象可以被Java虚拟机垃圾回收。 每种引用都有自己的用途,比如当Native函数返回的时候,需要返回局部引用(和C语言的局部变量要区分开)。全局引用和弱全局引用在多线程之间共享其指向的对象等。 局部引用这里重点要强调一下局部引用的有效期,很多有C语言背景的程序员会认为当Native函数结束之后局部引用就无效了,和C语言的局部变量对应。实际上JNI中的局部引用和C语言中局部变量是不同的,他的有效期是当前Native函数被调用的上下文中。我理解的调用上下文,为Java虚拟机的调用流程。Native函数是被Java虚拟机调用的,Native函数执行完成之后,控制流程将继续返回给Java虚拟机。局部变量在Native函数中,由Native代码调用Java虚拟机的JNI接口创建,秉着谁创建谁销毁的原则(软件设计一个常用规则),当Native函数执行完成之后,如果局部引用没有被Native代码显示删除,那么局部引用在Java虚拟机中还是有效的。Java虚拟机来决定在什么时候来删除这个对象。这和C语言的局部变量概念是不同的。这也可以解释为什么Natvie函数能够以一个局部引用为返回值了。 JNI编程中,局部引用是最常被用到的概念。比如:大部分JNI函数都返回一个局部引用,所以局部引用概念理解正确非常重要。 局部引用在Native代码显示释放非常重要。你可能会问,既然Java虚拟机会自动释放局部变量为什么还需要我在Native代码中显示释放呢?原因有以下几点:
在JNI中显示释放局部引用的函数为DeleteLocalRef,大家可以查看手册来了解调用方法。 在JDK1.2中为了方便管理局部引用,引入了三个函数——EnsureLocalCapacity、PushLocalFrame、PopLocalFrame。这里介绍一下PushLocalFrame和PushLocalFrame函数。这两个函数是成对使用的,先调用PushLocalFrame,然后创建局部引用,并对其进行处理,最后调用PushLocalFrame释放局部引用,这时Java虚拟机也可以对其指向的对象进行垃圾回收。可以用C语言的栈来理解这对JNI API,调用PushLocalFrame之后Native代码创建的所有局部引用全部入栈,当调用PopLocalFrame之后,入栈的局部引用除了需要返回的局部引用(PushLocalFrame和PopLocalFrame这对函数可以返回一个局部引用给外部)之外,全部出栈,Java虚拟机这时可以释放他们指向的对象。具体的用法可以参考手册。这两个函数使JNI的局部引用由于和C语言的局部变量用法类似,所以强烈推荐使用。 当创建局部变量之后,将迫使Java虚拟机不对其指向的对象进行垃圾回收,直到Native代码显示调用了DeleteLocalRef删除局部引用。Native代码调用DeleteLocalRef显示删除局部引用之后,Java虚拟机就可以对局部引用指向的对象垃圾回收了。当Native代码创建了局部引用,但未显示调用DeleteLocalRef删除局部引用,并返回Java虚拟机的话,那么由虚拟机来决定什么时候删除该局部引用,然后对其指向的对象垃圾回收。程序员不能对java虚拟机删除局部引用的时机进行假设。 局部引用仅仅对于java虚拟机当前调用上下文有效,不能够在多次调用上下文中共享局部引用。这句话也可以这样理解:局部引用只对当前线程有效,多个线程之间不能共享局部引用。局部引用不能用C语言的静态变量或者全局变量来保存,否则第二次调用的时候,将会产生崩溃。。 本文叙述了JNI规范中局部引用的理解,后续文章《Android JNI编程提高篇之二》我们将会继续关注全局变量和弱全局变量。 |
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