举一个native方法调用解释执行的Java方法的实例,如下:

public class TestJNI {
static {
System.load("/media/mazhi/sourcecode/workspace/projectjava/projectjava01/src/main/java/libdiaoyong.so");
} public static int getResult() {
return 2;
} public static native int get(); public static void main(String[] args) {
TestJNI.get();
}
}

如上实例在main()方法中调用native方法get(),具体的调用过程在前一篇文章中已经详细介绍过。我们这个实例将介绍native方法get()调用Java方法getResult()。

调用的native方法get()的本地函数的实现如下:

JNIEXPORT jint JNICALL Java_TestJNI_get(JNIEnv * env, jclass jc){
jclass cls = (*env)->FindClass(env, "TestJNI");
jmethodID id = (*env)->GetStaticMethodID(env, jc, "getResult", "()I");
jint x = (*env)->CallStaticIntMethod(env,cls, id);
return x;
}

在如上的函数中,我们会调用TestJNI类的getResult()方法获取一个整数值,然后本地函数返回这个整数值。

调用的CallStaticIntMethod()函数的实现如下:

extern "C" {
jint jni_CallStaticIntMethod(JNIEnv *env, jclass cls, jmethodID methodID, ...) {
JavaThread* thread=JavaThread::thread_from_jni_environment(env);
ThreadInVMfromNative __tiv(thread); HandleMarkCleaner __hm(thread);
Thread* __the_thread__ = thread;
os::verify_stack_alignment();
WeakPreserveExceptionMark __wem(thread);
jint ret = 0; va_list args;
__builtin_va_start(args,methodID);
JavaValue jvalue(T_INT);
JNI_ArgumentPusherVaArg ap(methodID, args);
jni_invoke_static(env, &jvalue, 0, JNI_STATIC, methodID, &ap, __the_thread__); // ... __builtin_va_end(args);
ret = jvalue.get_jint();
return ret;
}
}

调用的jni_invoke_static()函数的实现如下:

// 通过JNI的方式调用Java静态方法
static void jni_invoke_static(
JNIEnv *env,
JavaValue* result,
jobject receiver,
JNICallType call_type,
jmethodID method_id,
JNI_ArgumentPusher *args,
TRAPS
){
Method* m = Method::resolve_jmethod_id(method_id);
methodHandle method(THREAD, m); ResourceMark rm(THREAD);
int number_of_parameters = method->size_of_parameters();
// 这里将要传给Java方法的参数转换为JavaCallArguments实例传下去
JavaCallArguments java_args(number_of_parameters);
args->set_java_argument_object(&java_args); // 通过方法指纹值填写JavaCallArguments实例
Fingerprinter fp = Fingerprinter(method);
uint64_t x = fp.fingerprint();
args->iterate(x);
// 初始化方法返回类型
BasicType bt = args->get_ret_type();
result->set_type(bt); // 调用java方法
JavaCalls::call(result, method, &java_args, CHECK); // 当Java方法返回对象类型数据时,需要句柄化后存储到result中
if (result->get_type() == T_OBJECT || result->get_type() == T_ARRAY) {
oop tmp = (oop) result->get_jobject();
jobject jobj = JNIHandles::make_local(env,tmp);
result->set_jobject(jobj);
}
}

调用的JavaCalls::call()函数最终会调用到JavaCalls::call_helper()函数,这个函数在之前介绍解释执行Java方法时详细介绍过。当调用到Java方法getResult()时,栈的状态如下图所示。

其中的蓝色为C/C++函数的栈帧,而绿色为Java方法的栈帧。

现在我们要从解释执行的main()方法调用native方法get(),这在前一篇详细介绍过,而从Java_TestJNI_get()函数调用getResult()的过程非常类似于HotSpot VM调用main()方法的过程,关于HotSpot VM调用main()方法的过程在之前详细介绍过,这里不再详细介绍。这里我们介绍一下JavaCallWrapper类。

通过上图我们能够看出,Java栈和C/C++栈混合在一起,这就为不同类型栈的展开(如GC需要遍历栈帧、异常需要向上查找异常处理器等),不同类型栈帧的转换和适配增加了不少难度,这些我们在后面都会详细介绍。

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