在JNI中，如何根据IBM的性能建议来缓存类，方法ID和字段ID？

Question

我在IBM上读到

要访问Java对象的字段并调用其方法，本机代码必须调用FindClass（），GetFieldID（），GetMethodId（）和GetStaticMethodID（）。对于GetFieldID（），GetMethodID（）和GetStaticMethodID（），对于给定类返回的ID在JVM进程的生存期内不会更改。但是，获取字段或方法的调用可能需要在JVM中进行大量工作，因为字段和方法可能是从超类继承的，从而使JVM遍历类层次结构来查找它们。因为给定类的ID是相同的，所以您应该先查找一次然后重用它们。同样，查找类对象可能很昂贵，因此也应该对其进行缓存。

一个人如何 缓存 的methodID，fieldID以及class在JNI对象？是否有必须遵循的内置方法或特定过程？

Answer 1

没有可遵循的内置方法，但是这里有一些标准，简洁和可重复的实现，显示了我如何实践IBM的建议。

我假设您正在从Java调用DLL，并且在整个应用程序生命周期中多次引用它。

命名示例Native Java Class
org.stackoverflow.jni.NativeClazz，它将实现2个内置JNI方法JNI_OnLoad()和JNI_OnUnload()。

void JNI_OnLoad（JavaVM * vm，void * reserved）：
此方法将用于将类ID注册为全局变量，并将方法ID和字段ID分配给静态变量。当Java VM加载驱动程序时，将自动调用该方法。在驱动程序生命周期中仅调用一次。

void JNI_OnUnload（JavaVM * vm，void * reserved）：
此方法将用于释放由注册的所有全局变量JNI_OnLoad()。VM将JNI_OnUnload()在应用程序关闭之前立即自动调用。

原理： 我的理解是必须将类ID注册为全局引用，以维护任何关联的方法ID
/字段ID的可行性。如果不这样做，并且从JVM卸载了类，则在重新加载类时，方法ID
/字段ID可能会不同。如果将类ID注册为全局引用，则不需要将关联的方法ID和字段ID注册为全局引用。将类ID注册为全局引用可以防止关联的Java类卸载，因此可以稳定方法ID
/字段ID的值。包括类ID在内的全局引用应在中删除JNI_OnUnload()。

方法ID和字段ID不受本机代码管理；它们由虚拟机管理，并且在卸载相关的类之前一直有效。在虚拟机卸载定义类之前，无法显式删除字段ID和方法ID。卸载后，它们可以留给VM处理。

样例代码

以下C ++代码部分中的注释说明了全局注册变量。

这是BeanObject表示数据对象的Java类：

package org.stackoverflow.data;

public class BeanObject {

    String foo = "";

    public String getFoo() {

        return foo;
    }
}

这是一个基本的Java类NativeClazz：

package org.stackoverflow.jni;

import org.stackoverflow.data.BeanObject;

public class NativeClazz {

    // Static area for forced initialization
    static {

        // Load Native Library (C++); calls JNI_OnLoad()
        System.loadLibrary("Native_Library_File_Name");
    }

    /**
     * A static native method you plan to call.
     */
    public static native void staticNativeMethod(BeanObject bean);

    /**
     * A non-static native method you plan to call, to show this also works with 
     * instantiated Java classes.
     */
    public native void instanceNativeMethod(BeanObject bean);
}

这是使用javahon 生成的C ++头文件NativeClazz：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class org_stackoverflow_jni_NativeClazz */

#ifndef _Included_org_stackoverflow_jni_NativeClazz
#define _Included_org_stackoverflow_jni_NativeClazz
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

/*
 * Class:     org_stackoverflow_jni_NativeClazz_staticNativeMethod
 * Method:    staticNativeMethod
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_org_stackoverflow_jni_NativeClazz_staticNativeMethod
  (JNIEnv *, jclass, jobject);

/*
 * Class:     org_stackoverflow_jni_NativeClazz_instanceNativeMethod
 * Method:    instanceNativeMethod
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_org_stackoverflow_jni_NativeClazz_instanceNativeMethod
  (JNIEnv *, jobject, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

这是实现头文件的C ++ .cpp文件：

#include "org_stackoverflow_jni_NativeClazz.h"

using namespace std;

/**************************************************************
 * Static Global Variables to cache Java Class and Method IDs
 **************************************************************/
static jclass JC_BeanObject;
static jmethodID JMID_BeanObject_getFoo;

/**************************************************************
 * Declare JNI_VERSION for use in JNI_Onload/JNI_OnUnLoad
 * Change value if a Java upgrade requires it (prior: JNI_VERSION_1_6)
 **************************************************************/
static jint JNI_VERSION = JNI_VERSION_1_8;

/**************************************************************
 * Initialize the static Class and Method Id variables
 **************************************************************/
jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) {

    // Obtain the JNIEnv from the VM and confirm JNI_VERSION
    JNIEnv* env;
    if (vm->GetEnv(reinterpret_cast<void**>(&env), JNI_VERSION) != JNI_OK) {

        return JNI_ERR;
    }

    // Temporary local reference holder
    jclass tempLocalClassRef;

    // STEP 1/3 : Load the class id
    tempLocalClassRef = env->FindClass("org/stackoverflow/data/BeanObject");

    // STEP 2/3 : Assign the ClassId as a Global Reference
    JC_BeanObject = (jclass) env->NewGlobalRef(tempLocalClassRef);

    // STEP 3/3 : Delete the no longer needed local reference
    env->DeleteLocalRef(tempLocalClassRef);

    // Load the method id
    JMID_BeanObject_getFoo = env->GetMethodID(JC_BeanObject, "getFoo", "(Ljava/lang/String;)V");

    // ... repeat prior line for any other methods of BeanObject

    // ... repeat STEPS 1-3 for any other classes; re-use tempLocalClassRef.

    // Return the JNI Version as required by method
    return JNI_VERSION;
}

/**************************************************************
 * Destroy the global static Class Id variables
 **************************************************************/
void JNI_OnUnload(JavaVM *vm, void *reserved) {

    // Obtain the JNIEnv from the VM
    // NOTE: some re-do the JNI Version check here, but I find that redundant
    JNIEnv* env;
    vm->GetEnv(reinterpret_cast<void**>(&env), JNI_VERSION);

    // Destroy the global references
    env->DeleteGlobalRef(JC_BeanObject);

    // ... repeat for any other global references
}

/**************************************************************
 * A Static Native Method
 **************************************************************/
JNIEXPORT void JNICALL Java_org_stackoverflow_jni_NativeClazz_staticNativeMethod
               (JNIEnv * env, jclass clazz, jobject jBeanObject) {

    // Retrieve jstring from the Java Object
    jstring jFoo = (jstring)env->CallObjectMethod(jBeanObject, JMID_BeanObject_getFoo);

    // Make accessible to C++
    const char * cFoo = env->GetStringUTFChars(jFoo, NULL);

    // Do something with cFoo...

    // Release Resources
    env->ReleaseStringUTFChars(jFoo, cFoo);
    env->DeleteLocalRef(jFoo);
}

/**************************************************************
 * Instance / Non-Static Native Method
 **************************************************************/
JNIEXPORT void JNICALL Java_org_stackoverflow_jni_NativeClazz_instanceNativeMethod
               (JNIEnv * env, jobject selfReference, jobject jBeanObject) {

    // Retrieve jstring from the Java Object
    jstring jFoo = (jstring)env->CallObjectMethod(jBeanObject, JMID_BeanObject_getFoo);

    // Make accessible to C++
    const char * cFoo = env->GetStringUTFChars(jFoo, NULL);

    // Do something with cFoo...

    // Release Resources
    env->ReleaseStringUTFChars(jFoo, cFoo);
    env->DeleteLocalRef(jFoo);
}