使用JNI将函数指针从C行为返回到Java对象

Question

这已经超出我的想象了，我们开始吧。

我正在用C语言设置一个函数指针，该指针带有一个Java接口对象，看起来像Java端的接口对象：

    Info_t info_t = new Info_t();
    info_t.setCallbackTest(new CallbackTest() {
        @Override
        public void onCallback(int num) {
            System.out.println("callback: " + num);
        }
    });

其中，CallbackTest（）是只有一种方法的接口：

public interface CallbackTest {
    void onCallback(int num);
}

而setCallbackTest（）指的是Java本机方法，它在C端反映如下：

JNIEnv *gbl_env;
jmethodID gbl_method;
jobject gbl_callback;

void WrapperFunction(int a) {
    gbl_env->ExceptionClear();
    gbl_env->CallVoidMethod(gbl_callback, gbl_method, a);
    if(gbl_env->ExceptionOccurred()) {
        gbl_env->ExceptionClear();
    }
    return;
}

JNIEXPORT void JNICALL Java_apiJNI_Info_1t_1callbackTest_1set(JNIEnv *jenv, jclass jcls, jlong jarg1, jobject jarg1_, jobject jarg2) {
    Info *arg1 = (Info *) 0;

    (void) jenv;
    (void) jcls;
    (void) jarg1_;
    arg1 = *(Info **)&jarg1;
    {
        jclass clazz;
        jmethodID mid;

        clazz = jenv->GetObjectClass(jarg2);
        mid = jenv->GetMethodID(clazz, "onCallback", "(I)V");
        if(mid == 0) {
            std::cout << "could not get method id" << std::endl;
            return;
        }
        gbl_env = jenv;
        gbl_method = mid;
        gbl_callback = jarg2;
    }
    // here I am setting function pointer to the helper method which invokes the java code
    if(arg1) (arg1)->completionCB = WrapperFunction;
}

所有这些都是基于JNI中使用接口实现回调函数编写的

我已经尝试在C端调用Java中定义的onCallback（）方法，它可以工作（就像上面的链接一样），但是现在我正在尝试在C下设置这样的结构上的值

typedef void (*callbackFunction)(int);
typedef struct Info
{
    callbackFunction    completionCB;
    void                *caller;
} Info_t;

因此，稍后我想把callbackFunction completionCB作为一个对象返回Java，并可能对其进行各种处理。

我的问题是如何返回/映射函数指针行为从C回到Java对象？基本上，我想做同样的事情，但顺序相反。我现在能够将Java接口映射到函数指针上。我想将函数指针行为映射到Java对象上。

编辑：到目前为止，我已经想出了这样的解决办法，但我不知道如何继续

JNIEXPORT jobject JNICALL Java_apiJNI_Info_1t_1callbackTest_1get(JNIEnv *jenv, jclass jcls, jlong jarg1, jobject jarg1_) {
    jobject jresult = 0;
    Info *arg1 = (Info *) 0;
    callbackFunction result;

    (void)jenv;
    (void)jcls;
    (void)jarg1_;
    arg1 = *(Info **)&jarg1;
    result = ((arg1)->completionCB);

    {
        jclass clazz = jenv->FindClass("com/CallbackTest");
        ???
    }
    ???
    return ;
}

Answer 1

不能缓存JNIEnv值。

根据第5章：JNI规范的调用API（粗体）：

附加到VM

JNI接口指针（JNIEnv）仅在当前线程中有效。如果另一个线程需要访问JavaVM，它必须首先调用attachMONtThread（）来将自己附加到VM并获得JNI接口指针。一旦附加到VM，本地线程的工作方式就像在本地方法中运行的普通Java线程一样。本地线程保持附加到VM，直到它调用DetachMONtThread（）来分离自己。

对于方法id和回调对象，需要创建全局引用：

    gbl_method = jenv->NewGlobalReference( mid );
    gbl_callback = jenv->NewGlobalReverend( jarg2 );

不过，这确实产生了一个严重的问题，即gbl_callback中的对象引用将导致Java对象永远不会被垃圾收集。

要返回C回调函数，首先需要将函数指针转换为有效的Java类型。严格遵守C标准（JNI实际上是C，而不是C，所以在混合使用C时，来回传递对象有点模糊）意味着不能将函数指针视为一系列字节之外的任何东西，这意味着需要将函数指针转换为Java字节数组，并将其返回给Java。然后，当您想在本机代码中使用Java字节数组时，将其转换回函数指针。这需要很多代码，在JNI中，编写的代码越多，就越有可能破坏某些东西——JNI是脆弱的。

但是在视窗和POSIX上，函数指针都适合jlong，而jlong可以准确地表示函数指针的值，所以这是一个可行的黑客（在POSIX下，这可能甚至不是黑客，但我不会尝试找到允许这种转换的实际POSIX函数指针规范）。

最简单的方法是在Java对象中创建一个long字段，并将函数指针转换为jlong：

JNIEXPORT jlong JNICALL Java_apiJNI_Info_1t_1callbackTest_1set(
    JNIEnv *jenv, jclass jcls, jlong jarg1, jobject jarg1_, jobject jarg2)
{
    ...

    return( ( jlong ) WrapperFunction );
}

这将被称为这样的东西：

// Info_t has a long field called callback
Info_t info_t = new Info_t();
info_t.callback = info_t.setCallbackTest(new CallbackTest() {
    @Override
    public void onCallback(int num) {
        System.out.println("callback: " + num);
    }
});

根据我的经验，JNI调用越少越好。所以如果你可以通过参数传递一个值或者从函数调用中返回它，这比试图用JNI调用获取/设置对象字段值更简单、更安全，也更可靠。

但接下来需要将回调值作为另一个参数传递：

// function pointer, returns void, takes int arg
typedef void (*funcPtr)( int );

JNIEXPORT jobject JNICALL Java_apiJNI_Info_1t_1callbackTest_1get(
JNIEnv *jenv, jclass jcls, jlong callback, jlong jarg1, jobject jarg1_)
{
    funcPtr f = ( funcPtr ) callback;

    f( 4 );

    ...
}