【zz】 JNI对象内存回收

Android NDK开发之旅13 JNI JNI引用

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JNI引用

JNI引用概念：引用变量。

引用类型：局部引用和全局引用（全局引用里面包含全局弱引用）。

作用：在JNI中告知虚拟机何时回收一个JNI变量。

1.局部引用

局部引用，通过DeleteLocalRef手动释放对象。

• 典型使用场景：

访问一个很大的java对象，使用完之后，还要进行复杂的耗时操作。 创建了大量的局部引用，占用了太多的内存，而且这些局部引用跟后面的操作没有关联性。 例子：

Java代码声明：

// 局部引用
public native void localRef();
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C代码如下，这里模拟了局部引用的大量创建与删除：

JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_haocai_jni_JniTest_localRef
(JNIEnv *env, jobject jobj, jint len) {

	int i = 0;
	for (; i < 5;i++) {
		//创建Date对象
		jclass cls = (*env)->FindClass(env, "java/util/Date");
		jmethodID constructor_mid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "", "()V");
		jobject obj = (*env)->NewObject(env, cls, constructor_mid);
		//此处省略大量代码

		//不再使用jobject对象了
		//通知垃圾回收器回收这些对象
		(*env)->DeleteLocalRef(env, obj);
	}
}

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java测试：

public static void main(String[] args) {

    JniTest jniTest = new JniTest();
    jniTest.localRef();

}

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2.全局引用

• 主要作用：共享(可以跨多个线程)，手动控制内存使用。

• Java中提供三个方法，分别用于创建、获取、删除JNI全局引用。

public native void createGlobalRef();

public native String getGlobalRef();

public native void deteleGlobalRef();

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C代码如下：

//创建
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_haocai_jni_JniTest_createGlobalRef
(JNIEnv *env, jobject jobj, jint len) {
	jstring obj = (*env)->NewStringUTF(env, "jni development is powerful!");
	//创建一个全局引用 
	global_str = (*env)->NewGlobalRef(env, obj);
}
//获取
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_haocai_jni_JniTest_getGlobalRef
(JNIEnv *env, jobject jobj, jint len) {

	return global_str;
}
//释放
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_haocai_jni_JniTest_deleteGlobalRef
(JNIEnv *env, jobject jobj, jint len) {

	(*env)->DeleteGlobalRef(env, global_str);

}

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java测试：

public static void main(String[] args) {

        JniTest jniTest = new JniTest();
        jniTest.createGlobalRef();
        System.out.println(jniTest.getGlobalRef());
        //用完之后释放
        jniTest.deleteGlobalRef();
        System.out.println("释放完了...");
        //删除之后再取出会抛出空指针异常
        System.out.println(jniTest.getGlobalRef());
}

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- //弱全局引用

- //节省内存，在内存不足时可以释放所引用的对象
- //可以引用一个不常用的对象，如果为NULL，临时创建

• //创建：NewWeakGlobalRef,

• 销毁:DeleteGlobalWeakRef

• //异常处理
  //1.保证Java代码可以运行
  //2.补救措施保证C代码继续运行

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_haocai_jni_JniTest_exeception
(JNIEnv *env, jobject jobj, jint len) {
	jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, jobj);
	jfieldID fid = (*env)->GetFieldID(env, cls, "key2", "Ljava/lang/String;");
	//检测是否发生Java异常
	jthrowable execption = (*env)->ExceptionOccurred(env);
	if (execption!=NULL) {
		//让Java代码可以继续运行
		//清空异常信息
		(*env)->ExceptionClear(env);

		//补救措施
		fid = (*env)->GetFieldID(env, cls, "key", "Ljava/lang/String;");

	}
	//获取属性的值
	jstring jstr = (*env)->GetObjectField(env, jobj, fid);
	char *str = (*env)->GetStringUTFChars(env, jstr, NULL);

	//对比属性值是否合法  stricmp比较字符串s1和s2，但不区分字母的大小写
	if (_stricmp(str, "super kpioneer") != 0) {
		//认为抛出异常，给Java层处理
		jclass newExcCls = (*env)->FindClass(env, "java/lang/IllegalArgumentException");
		(*env)->ThrowNew(env, newExcCls, "key's value is invalid!");
	}


}

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3.弱全局引用

• 使用方法与全局引用类似:

通过NewWeakGlobalRef创建全局引用。
通过DeleteWeakGlobalRef删除全局引用。

与全局引用不一样的是，弱全局引用特点：

• 节省内存，在内存不足时可以是释放所引用的对象。
• 可以引用一个不常用的对象，如果为NULL的时候（被回收了），可以手动再临时创建一个。
• **与全局引用类似，弱引用可以跨方法、线程使用。**但与全局引用很重要不同的一点是，弱引用不会阻止 GC 回收它引用的对象。当本地代码中缓存的引用不一定要阻止 GC 回收它所指向的对象时，弱引用就是一个最好的选择。看下面的代码段:

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_haocai_jni_JniTest_weakRef
(JNIEnv *env, jobject obj) {
	static jclass clz = NULL;
	if (clz == NULL) {
		jclass clzLocal = (*env)->GetObjectClass(env, obj);
		if (clzLocal == NULL) {
			return; /* 没有找到这个类 */
		}
		//弱引用
		clz = (jclass)(*env)->NewWeakGlobalRef(env,clzLocal);
		if (clz == NULL) {
			return; /* 内存溢出 */
		}
	}
	/* 使用clz的引用 */
	//弱引用被回收了
	if ((*env)->IsSameObject(env,clz, NULL)) {
		printf("clz is recycled\n");
	}
	else {
		printf("clz is not recycled\n");
	}

}

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java测试：

public native void weakRef();
public static void main(String[] args) {

        JniTest jniTest = new JniTest();
        jniTest.weakRef();
}

结果输出：
clz is not recycled
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我们在使用弱引用的时候，必须先判断这个弱引用是指向一个活动的对象，还是一个已经被GC回收来的对象。NULL引用指向jvm中的null对象，可以通过IsSameObject来判断这引用是否被回收。通过env->IsSameObject(clz, NULL)来判断，被回收了则返回 JNI_TRUE（或者 1），否则返回 JNI_FALSE（或者 0）。

当我们的本地代码不再需要一个弱全局引用时，也应该调用 DeleteWeakGlobalRef 来释放它，如果不手动调用这个函数来释放所指向的对象，JVM 仍会回收弱引用所指向的对象，但弱引用本身在引用表中所占的内存永远也不会被回收。

特别感谢： 动脑学院Jason

ibm JNI对象

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  JNI 规范中未详细说明有关 GC 如何查找 JNI 对象引用的实现详细信息。相反，JNI 指定了可靠且可预测的必需行为。

局部和全局引用

局部引用限于其创建的堆栈帧和线程，并且在其创建的堆栈帧返回时会自动删除。全局引用允许本机代码将局部引用提升为与 JVM 相连的任何线程中的本机代码可以使用的格式。

全局引用和内存泄漏

• 全局引用不会自动删除，因此程序员必须处理内存管理。每个全局引用都会为引用目标建立根，并且使用户可以访问整个子树。因此，必须释放创建的每个全局引用以防止发生内存泄漏。

• 全局引用中的泄漏最终会导致发生内存不足异常。这些错误可能难于解决，尤其是在您不执行 JNI 异常处理时。请参阅处理异常。

• 为了提供 JNI 全局引用功能并提供某些对引用目标的自动垃圾回收功能，JNI 提供了两个函数：

NewWeakGlobalRef
DeleteWeakGlobalRef

• 这些函数为 JNI 提供弱引用访问。

局部引用和内存泄漏

局部引用范围之外的自动垃圾回收可在大多数情况下防止发生内存泄漏。在本机线程返回到 Java（本机方法）或断开与 JVM 的连接 (Invocation API) 时，将执行此类自动垃圾回收。如果不执行自动垃圾回收，那么可能会出现局部引用内存泄漏。如果本机方法未返回至 JVM，或者如果使用 Invocation API 的程序未断开与 JVM 的连接，那么可能会发生内存泄漏。

请考虑以下示例中的代码，其中本机代码将在循环中创建新的局部引用：

while ( <condition> )
{
   jobject myObj = (*env)->NewObject( env, clz, mid, NULL );

   if ( NULL != myObj )
   {
      /* 我们知道 myObj 是有效的本地引用，所以使用它 */
      jclass myClazz = (*env)->GetObjectClass(env, myObj);

      /* 使用 myObj 和 myClazz 等，但没有新的本地引用 */

      /* 不执行以下调用，将导致漏出 */
      (*env)->DeleteLocalRef( env, myObj ); 
      (*env)->DeleteLocalRef( env, myClazz );
   }

} /* end while */复制代码

• 尽管新的局部引用会覆盖循环中的 myObj 和 myClazz 变量，但是每个局部引用仍保留在根集中。必须使用 DeleteLocalRef 调用来显式移除这些引用。如果不使用 DeleteLocalRef 调用，那么局部引用将发生泄漏，直至线程返回至 Java 或者断开与 JVM 的连接。

JNI 弱全局引用

• 弱全局引用是特殊类型的全局引用。可在任何线程中使用，并且可在本机函数调用之间使用，但不能用作 GC 根。如果弱全局引用所引用的对象在其他位置无强引用，那么 GC 可随时处理该对象。

• 使用弱全局引用时必须谨慎。如果对弱全局引用所引用的对象执行垃圾回收，那么该引用将变为空引用。空引用仅在与 JNI 函数的子集一起使用时才安全。要测试是否已回收弱全局引用，请使用 IsSameObject JNI 函数将弱全局引用与空值进行比较。

• 即使您已测试过弱全局引用不是空引用，使用该引用调用大多数 JNI 函数也不安全，这是因为弱全局引用在经过测试后，甚至在 JNI 调用函数期间都可能变为空引用。而弱全局引用在使用前应始终被提升为强引用。您可以使用 NewLocalRef 或 NewGlobalRef JNI 函数来提升弱全局引用。

• 弱全局引用占用内存，并且在不再需要时必须使用 DeleteWeakGlobalRef JNI 函数来释放。释放弱全局引用失败会导致内存缓慢泄漏，最终导致发生内存不足异常。

有关使用 JNI 全局弱引用的信息和警告，请参阅 JNI 规范。

JNI 引用管理

提供了一组独立于平台的规则来管理 JNI 引用

• 这些规则包括：

JNI 引用仅在与 JVM 相连的线程中才有效。
必须在本机代码中获取作为以下项的有效 JNI 局部引用：
本机代码的参数
调用 JNI 函数的返回值
必须通过调用 NewGlobalRef 或 NewWeakGlobalRef，从另一个有效的 JNI 引用（全局或局部）获取有效的 JNI 全局引用。
空值引用始终是有效的，并且可用于代替任何 JNI 引用（全局或局部）。
JNI 局部引用仅在创建它们的线程中才有效，并且仅在它们创建的帧仍然位于堆栈上时才有效。
注：
使用空值覆盖本机存储中的局部或全局引用不会从根集中移除该引用。使用适当的 Delete*Ref JNI 函数以从根集中移除引用。
如果存在异常暂挂，那么多个 JNI 函数（例如，FindClass 和 NewObject）将返回空值。将返回的值与这些调用的空值进行比较在语义上等同于调用 JNI ExceptionCheck 函数。请参阅 JNI 规范以获取更多详细信息。
JNI 局部引用创建的帧返回后，无论在任何情况下，都不得使用该引用。将 JNI 局部引用存储到任何进程静态存储器中十分危险。
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