JNI內(nèi)存管理之Local Reference 和 Global Reference知識(shí)點(diǎn)

最近開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到了JNI的Reference相關(guān)問(wèn)題，了解到Local Reference和Global Reference的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，整理如下：

背景：項(xiàng)目需求，在Native C/C++層調(diào)用上層Android Camera Java接口，把所有的操作包括Camera都沉到Native層去實(shí)現(xiàn)。但在JNI調(diào)試過(guò)程中遇到了android JNI ERROR (app bug): accessed stale local reference的報(bào)錯(cuò)。

現(xiàn)象：在Native層創(chuàng)建Java的Camera對(duì)象，其對(duì)象的指針保存到本地，函數(shù)返回到Java層，之后再進(jìn)入Native層，想通過(guò)Native層的Camera對(duì)象指針調(diào)用相應(yīng)的方法，但是發(fā)現(xiàn)每次都是重新調(diào)用Java對(duì)象方法后報(bào)錯(cuò)。

分析：在Native層創(chuàng)建的Java對(duì)象，對(duì)象創(chuàng)建后會(huì)有一個(gè)局部引用指向該對(duì)象，當(dāng)從Native環(huán)境返回到Java環(huán)境，該局部引用失效，此對(duì)象就沒(méi)有引用計(jì)數(shù)，Java的內(nèi)存回收機(jī)制會(huì)自動(dòng)回收該對(duì)象，第二次再進(jìn)入Native層訪問(wèn)其之前保存的地址時(shí)就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

解決：使用全局引用始終持有該對(duì)象的引用使其不被自動(dòng)回收，請(qǐng)看下面的知識(shí)點(diǎn)。

Local Reference

局部引用，看如下精簡(jiǎn)代碼：

env->NewStringUTF("0");

在JNI中，每次調(diào)用NewObject方法創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象都會(huì)返回一個(gè)對(duì)該對(duì)象的局部引用(Local Reference)，該局部引用只在線程當(dāng)前的Native環(huán)境中有效，返回到Java環(huán)境后該引用與對(duì)象之間的聯(lián)系就會(huì)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(diào)用時(shí)使用。

局部引用可以無(wú)限創(chuàng)建嗎？

如圖：

這里引入局部引用表的概念，每當(dāng)線程從Java環(huán)境進(jìn)入到Native環(huán)境后，JVM就會(huì)創(chuàng)建該線程N(yùn)ative環(huán)境的局部引用表，用來(lái)保存本次Native環(huán)境所創(chuàng)建的所有局部引用，每當(dāng)Native中引用或者新創(chuàng)建一個(gè)Java對(duì)象，JVM就會(huì)局部引用表創(chuàng)建一個(gè)局部引用，局部引用表是有大小限制的，最大是512，如果超過(guò)限制會(huì)報(bào)OOM內(nèi)存泄漏。

Q：那如何才能更好的避免由于局部引用過(guò)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?jiǎng)?chuàng)建過(guò)多的局部引用，可以在Java對(duì)象的操作結(jié)束后，手動(dòng)調(diào)用DeleteLocalRef函數(shù)刪除局部引用，該局部引用就會(huì)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(shí)所理解的代碼中的局部變量，局部變量在當(dāng)前生命周期（例如函數(shù)退出）結(jié)束后就會(huì)失效，而局部引用在函數(shù)退出后可能不會(huì)失效，它的生命周期是和整個(gè)Native上下文環(huán)境相關(guān)聯(lián)，只有從Native環(huán)境返回到Java環(huán)境后局部引用才會(huì)失效。

Global Reference

全局引用，終于到了最上面討論的問(wèn)題了，因?yàn)榫植恳迷贜ative環(huán)境返回到Java環(huán)境后就會(huì)失效，導(dǎo)致下次進(jìn)入Native環(huán)境后再次使用相對(duì)應(yīng)的Java對(duì)象就會(huì)出錯(cuò)，所以可以使用全局引用來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，全局引用可以始終與Java對(duì)象保持聯(lián)系，使得此對(duì)象不會(huì)被JVM回收掉，見(jiàn)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(duì)象后盡量手動(dòng)調(diào)用DeleteGlobalRef()函數(shù)來(lái)使得引用失效，避免對(duì)象始終存在，產(chǎn)生潛在的內(nèi)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(shí)被JVM回收掉，這里涉及到幾個(gè)函數(shù)：

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

在使用虛引用前需要通過(guò)isSameObject將其和NULL比較，如果返回true表示已經(jīng)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(shí)就被JVM回收，解決辦法是通過(guò)NewLocalRef()獲取虛全局引用，避免當(dāng)時(shí)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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