JNI內存管理之Local Reference 和 Global Reference知識點

最近開發(fā)過程中遇到了JNI的Reference相關問題，了解到Local Reference和Global Reference的相關知識點，整理如下：

背景：項目需求，在Native C/C++層調用上層Android Camera Java接口，把所有的操作包括Camera都沉到Native層去實現(xiàn)。但在JNI調試過程中遇到了android JNI ERROR (app bug): accessed stale local reference的報錯。

現(xiàn)象：在Native層創(chuàng)建Java的Camera對象，其對象的指針保存到本地，函數(shù)返回到Java層，之后再進入Native層，想通過Native層的Camera對象指針調用相應的方法，但是發(fā)現(xiàn)每次都是重新調用Java對象方法后報錯。

分析：在Native層創(chuàng)建的Java對象，對象創(chuàng)建后會有一個局部引用指向該對象，當從Native環(huán)境返回到Java環(huán)境，該局部引用失效，此對象就沒有引用計數(shù)，Java的內存回收機制會自動回收該對象，第二次再進入Native層訪問其之前保存的地址時就會報錯。

解決：使用全局引用始終持有該對象的引用使其不被自動回收，請看下面的知識點。

Local Reference

局部引用，看如下精簡代碼：

env->NewStringUTF("0");

在JNI中，每次調用NewObject方法創(chuàng)建一個新的對象都會返回一個對該對象的局部引用(Local Reference)，該局部引用只在線程當前的Native環(huán)境中有效，返回到Java環(huán)境后該引用與對象之間的聯(lián)系就會被斷掉，引用失效，所以我們不能在Native方法中把局部引用緩存用于下一次調用時使用。

局部引用可以無限創(chuàng)建嗎？

如圖：

這里引入局部引用表的概念，每當線程從Java環(huán)境進入到Native環(huán)境后，JVM就會創(chuàng)建該線程Native環(huán)境的局部引用表，用來保存本次Native環(huán)境所創(chuàng)建的所有局部引用，每當Native中引用或者新創(chuàng)建一個Java對象，JVM就會局部引用表創(chuàng)建一個局部引用，局部引用表是有大小限制的，最大是512，如果超過限制會報OOM內存泄漏。

Q：那如何才能更好的避免由于局部引用過多造成Native環(huán)境中的OOM呢？

A：控制局部引用的生命周期，如果需要創(chuàng)建過多的局部引用，可以在Java對象的操作結束后，手動調用DeleteLocalRef函數(shù)刪除局部引用，該局部引用就會在局部引用表中被移除，避免觸發(fā)局部引用表的大小限制。

注意：局部引用不是我們平時所理解的代碼中的局部變量，局部變量在當前生命周期（例如函數(shù)退出）結束后就會失效，而局部引用在函數(shù)退出后可能不會失效，它的生命周期是和整個Native上下文環(huán)境相關聯(lián)，只有從Native環(huán)境返回到Java環(huán)境后局部引用才會失效。

Global Reference

全局引用，終于到了最上面討論的問題了，因為局部引用在Native環(huán)境返回到Java環(huán)境后就會失效，導致下次進入Native環(huán)境后再次使用相對應的Java對象就會出錯，所以可以使用全局引用來解決這個問題，全局引用可以始終與Java對象保持聯(lián)系，使得此對象不會被JVM回收掉，見如下代碼：

JNIEXPORT jint JNICALL JNI_OnLoad (JavaVM * vm, void * reserved) {  jclass tmp = env->FindClass("com/example/company/MyClass");  jclass class = env->NewGlobalRef(tmp); return JNI_VERSION_1_6; }

這里需要注意，在不需要使用Java對象后盡量手動調用DeleteGlobalRef()函數(shù)來使得引用失效，避免對象始終存在，產生潛在的內存泄漏。

Weak Global Reference

虛全局引用與全局引用的區(qū)別在于該類型的引用可能隨時被JVM回收掉，這里涉及到幾個函數(shù)：

NewWeakGlobalRef();DeleteWeakGlobalRef();isSameObject();

在使用虛引用前需要通過isSameObject將其和NULL比較，如果返回true表示已經被JVM回收掉就不能使用了，這里有可能前一行代碼判斷還是可用，后一行代碼時就被JVM回收，解決辦法是通過NewLocalRef()獲取虛全局引用，避免當時被JVM回收。

參考資料

https://www.cnblogs.com/zhongshujunqia/p/4638077.html?utm_source=tuicool&utm_medium=referral

https://www.cnblogs.com/younghome/p/4609044.html

https://stackoverflow.com/questions/14765776/jni-error-app-bug-accessed-stale-local-reference-0xbc00021-index-8-in-a-tabl

https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-jnileak/index.html

https://juejin.im/post/5c19bfa0f265da6133568545

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