JNI 技术入门

朱雀 2022-03-11 05:50 245阅读 0赞

### 什么是JNI? ###

Java Native Interface 即Java本地接口，**它允许Java 代码和其他语言写的代码进行交互**。提供了一些API 来与其他语言进行通信（主要是C/C++）。

### 为什么要使用JNI ? ###

在C/C++ 中写的程序，可以避开JVM 的内存开销过大的限制，处理高性能的计算，直接调用系统服务（如驱动）等功能。

就是这种情况下，用Java 代码没有C/C++效率高，使用JNI

> JVM：jvm是java虚拟机在jni 层的代表，全局只有一个
> 
> JNIENV：代表java在本线程的运行环境，每个线程都有一个
> 
> JOBJECT：在JNI中除了基本类型数组、Class、String和Throwable外其余所有Java 对象的数据类型在JNI 中都用 jobject表示

### JNI的工作原理？ ###

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1. java层调用system.load方法。

2. 通过classloader拿到了so的绝对路径，然后调用nativeload()方法。

3. 通过linux下的dlopen方法，加载并查找so库里的方法，如有jni\_onload会优先加载。

4. 当前线程下的jnienv会将所有的jni方法注册到了同一个vm中，so和class到了同一个进程空间。

5. 通过当前线程的jnienv即可调用对应的对象方法了。

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### 为什么要在JNI层缓存ID? ###

先看一张native 方法和java 方法的调用同样方法的耗时统计图，可以看到两者的耗时差距为11倍

![2019030819214129.jpg][]

原因：

C++调用java需要查找类，查找方法，查找方法ID，获取字段或者方法的调用有时候会需要在JVM中完成大量工作，因为字段和方法可能是从超类中继承而来的，为特定类返回的id不会在Jvm进程生存期间发生变化 ，这会让jvm向上遍历类层次结构来找到它们，这是个开销很大的操作。

所以，缓存ID字段是为了降低CPU负载，提高运行速度，节约电量。

### JNI里的缓存类型： ###

**Global Reference：**

全局引用生存周期为创建后，直到程序员显示的释放它，否则一直存在。

全局引用可以在多线程之间共享其指向的对象。

**Local Reference :  **

局部引用生存周期为创建后，直到DeleteLocalRef . 或在该方法结束后没有被JVM发现有JAVA层引用而被JVM回收并释放。

局部引用只对当前线程有效，多个线程间不能共享局部引用。

注意：

基于谁创建谁销毁的原则，native函数执行完后，局部引用没有被native代码显示删除，那么局部引用在JVM中还是有效的，JVM决定什么时候删除它，和C语言的局部变量含义是不一样的。

局部引用在JVM中是有个数限制的，默认16个，注意管理释放。

**Weak Global Reference :**

弱全局引用生命周期为创建之后，直到DeleteGlobalRef。或在内存紧张时进行回收而被释放。

注意：

使用弱全局变量的时候，要时刻记着：它所指向的对象可能已经被垃圾回收了。可通过静态变量和全局变量来保持弱全局引用。  
缓存方法推荐：jobject默认是local Ref，函数环境消失时会跟随消失

在jni\_onload初始化全局引用和弱全局引用

jmethodID/jfielID和jobject没有继承关系，他不是个object,只是个整数，不存在被释放与否的问题，可用全局变量保存。

jclass是由jobject继承而来的类，所以它是个jobject，需要用弱全局引用来缓存jclass对象。

局部引用管理new出来的对象，注意及时delete。

**总体原则，注意释放所有对jobject的引用。**

缓存与不缓存的效果对比：调用速度提高40倍

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### TIPS： ###

1. 不同线程使用JNIEnv\*对象，需要AttachCurrentThread将env挂到当前线程，否则无法使用env。

2. 尽量避免频繁调用JNI或者是使用JNI传输大量到数据。

> 转自：[JNI内存管理][JNI]

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[JNI]: https://blog.csdn.net/hsb3232364/article/details/80568239