第48篇-native方法调用解释执行的Java方法

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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