java - 静态 c++ 对象中的 JNI 环境指针并连续两次调用采用字符串参数的 java 函数会使 JVM 崩溃

Question

因此，根据评论员的要求，我终于找到了一个重现我的错误的 MCVE。所以一般的设置是 Java 使用 JNI 调用一个 dll，dll 捕获正在运行的 JVM 并存储一个指向 JNIEnv 的指针，它用来调用 java 类中的方法(从 c++ 调用 java 类)不一定是原始调用 java 对象，这就是输入 jobject 不用于回调的原因)。在我进一步解释之前，让我发布所有代码:

JniTest.java

package jnitest;

public class JniTestJava {
  public static void main(String[] args) {

    try {
      System.load("<path-to-dll>");
    } catch (Throwable e) {
      e.printStackTrace();
    }

    DllFunctions dllFunctions = new DllFunctions();
    dllFunctions.setup();
    dllFunctions.singleIntFunctionCall();
    dllFunctions.doubleIntFunctionCall();
    dllFunctions.singleStringFunctionCall();
    dllFunctions.doubleStringFunctionCall();
  }

  public void javaStringFunction(String input){
    System.out.println(input);
  }

  public void javaIntFunction(int input){
    System.out.println(input);
  }
}

DllFunctions.java

package jnitest;

public class DllFunctions{
  public native void singleIntFunctionCall();
  public native void doubleIntFunctionCall();
  public native void singleStringFunctionCall();
  public native void doubleStringFunctionCall();

  public native void setup();
}

JniTestCpp.h

#include <jni.h>
#ifndef _Included_jnitest_JniTestJava
#define _Included_jnitest_JniTestJava
#ifdef __cplusplus

extern "C" {
#endif
  JNIEXPORT void JNICALL Java_jnitest_DllFunctions_setup(JNIEnv* java_env, jobject);
  JNIEXPORT void JNICALL Java_jnitest_DllFunctions_singleIntFunctionCall(JNIEnv* java_env, jobject);
  JNIEXPORT void JNICALL Java_jnitest_DllFunctions_doubleIntFunctionCall(JNIEnv* java_env, jobject);
  JNIEXPORT void JNICALL Java_jnitest_DllFunctions_singleStringFunctionCall(JNIEnv* java_env, jobject);
  JNIEXPORT void JNICALL Java_jnitest_DllFunctions_doubleStringFunctionCall(JNIEnv* java_env, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

JniTestCpp.cpp

#include "JniTestCpp.h"
#include "JniTestClass.h"

JniTestClass jniTestClass;
extern "C"
{
  JNIEXPORT void JNICALL Java_jnitest_DllFunctions_setup(JNIEnv* java_env, jobject) {
    jniTestClass.setup();
  }

  JNIEXPORT void JNICALL Java_jnitest_DllFunctions_singleIntFunctionCall(JNIEnv* java_env, jobject) {
    jniTestClass.callJavaIntFunction();
  }

  JNIEXPORT void JNICALL Java_jnitest_DllFunctions_doubleIntFunctionCall(JNIEnv* java_env, jobject) {
    jniTestClass.callJavaIntFunction();
    jniTestClass.callJavaIntFunction();
  }

  JNIEXPORT void JNICALL Java_jnitest_DllFunctions_singleStringFunctionCall(JNIEnv* java_env, jobject) {
    jniTestClass.callJavaStringFunction();
  }

  JNIEXPORT void JNICALL Java_jnitest_DllFunctions_doubleStringFunctionCall(JNIEnv* java_env, jobject) {
    jniTestClass.callJavaStringFunction();
    jniTestClass.callJavaStringFunction();
  }
}

JniTestClass.h

#include <jni.h>

class JniTestClass {
  typedef jint(JNICALL * GetCreatedJavaVMs)(JavaVM**, jsize, jsize*);
public:
  void setup();
  void callJavaStringFunction();
  void callJavaIntFunction();
  void throwException(jthrowable ex);

private:
  jobject myObject;
  jclass myClass;
  JNIEnv* env;
};

JniTestClass.cpp

#include "JniTestClass.h"
#include <Windows.h>
#include <fstream>

void JniTestClass::setup() {
  jint jni_version = JNI_VERSION_1_4;
  GetCreatedJavaVMs jni_GetCreatedJavaVMs;
  jsize nVMs = 0;

  jni_GetCreatedJavaVMs = (GetCreatedJavaVMs) GetProcAddress(GetModuleHandle(
    TEXT("jvm.dll")), "JNI_GetCreatedJavaVMs");
  jni_GetCreatedJavaVMs(NULL, 0, &nVMs); 
  JavaVM** buffer = new JavaVM*[nVMs];
  jni_GetCreatedJavaVMs(buffer, nVMs, &nVMs); 
  buffer[0]->GetEnv((void **) &env, jni_version);
  delete buffer;

  myClass = env->FindClass("jnitest/JniTestJava");
  myObject = env->NewObject(myClass, env->GetMethodID(myClass, "<init>", "()V"));
}

void JniTestClass::callJavaStringFunction() {
  jmethodID myMethod = env->GetMethodID(myClass, "javaStringFunction", "(Ljava/lang/String;)V");
  if (env->ExceptionCheck()) {
    throwException(env->ExceptionOccurred());
  }

  env->CallVoidMethod(myObject, myMethod, env->NewStringUTF("String!"));
  if (env->ExceptionCheck()) {
    throwException(env->ExceptionOccurred());
  }
}

void JniTestClass::callJavaIntFunction() {
  jmethodID myMethod = env->GetMethodID(myClass, "javaIntFunction", "(I)V");
  if (env->ExceptionCheck()) {
    throwException(env->ExceptionOccurred());
  }

  env->CallVoidMethod(myObject, myMethod, 1);
  if (env->ExceptionCheck()) {
    throwException(env->ExceptionOccurred());
  }
}

void JniTestClass::throwException(jthrowable ex) {
  env->ExceptionClear();
  jclass clazz = env->GetObjectClass(ex);
  jmethodID getMessage = env->GetMethodID(clazz,
                                          "toString",
                                          "()Ljava/lang/String;");
  jstring message = (jstring) env->CallObjectMethod(ex, getMessage);
  const char *mstr = env->GetStringUTFChars(message, NULL);

  printf("%s \n", mstr);
  throw std::runtime_error(mstr);
}

这里的意图是 JniTestCpp 应该只有 JNI 导出函数，没有声明的类。 JniTestClass 背后的想法是它应该包含所有 JNI 指针和变量(对象、类和环境指针)并提供 JniTestCpp 可以使用的方法。

现在，这段代码的呈现方式在 JniTest.java 中调用 dllFunctions.doubleStringFunctionCall(); 时崩溃，输出如下:

1
1
1
String!
#
# A fatal error has been detected by the Java Runtime Environment:
#
#  EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION (0xc0000005) at pc=0x6e306515, pid=1268, tid=8028
#
# JRE version: Java(TM) SE Runtime Environment (7.0_80-b15) (build 1.7.0_80-b15)
# Java VM: Java HotSpot(TM) Client VM (24.80-b11 mixed mode, sharing windows-x86 )
# Problematic frame:
# V  [jvm.dll+0xc6515]

下面我显示了 hs_err_pidXXX.log 文件中的 10 个顶部堆栈帧:

Stack: [0x02150000,0x021a0000],  sp=0x0219f49c,  free space=317k
Native frames: (J=compiled Java code, j=interpreted, Vv=VM code, C=native code)
V  [jvm.dll+0xc6515]
V  [jvm.dll+0xc66c9]
C  [JniTestCpp.dll+0x13d52]  JNIEnv_::GetMethodID+0x42
C  [JniTestCpp.dll+0x14ecf]  JniTestClass::callJavaStringFunction+0x3f
C  [JniTestCpp.dll+0x16068]      Java_jnitest_DllFunctions_doubleStringFunctionCall+0x28
j  jnitest.DllFunctions.doubleStringFunctionCall()V+0
j  jnitest.JniTestJava.main([Ljava/lang/String;)V+38
v  ~StubRoutines::call_stub
V  [jvm.dll+0x1429aa]
V  [jvm.dll+0x20743e]

让我吃惊的是，如果我在 JniTestCpp.cpp 中没有将 JniTestClass jniTestClass 声明为静态对象，而是声明它并调用 setup () 在如下所示的每个方法中，它不会崩溃，但会产生预期的结果。另外，我必须说，我在调用 doubleIntFunctionCall(); 而不是 doubleStringFunctionCall();

时工作是相当奇怪的

JniTestCpp.cpp - 这不会崩溃

#include "JniTestCpp.h"
#include "JniTestClass.h"

extern "C"
{
  JNIEXPORT void JNICALL Java_jnitest_DllFunctions_setup(JNIEnv* java_env, jobject) {
    JniTestClass jniTestClass;
    jniTestClass.setup();
  }

  JNIEXPORT void JNICALL Java_jnitest_DllFunctions_singleIntFunctionCall(JNIEnv* java_env, jobject) {
    JniTestClass jniTestClass;
    jniTestClass.setup();
    jniTestClass.callJavaIntFunction();
  }

  JNIEXPORT void JNICALL Java_jnitest_DllFunctions_doubleIntFunctionCall(JNIEnv* java_env, jobject) {
    JniTestClass jniTestClass;
    jniTestClass.setup();
    jniTestClass.callJavaIntFunction();
    jniTestClass.callJavaIntFunction();
  }

  JNIEXPORT void JNICALL Java_jnitest_DllFunctions_singleStringFunctionCall(JNIEnv* java_env, jobject) {
    JniTestClass jniTestClass;
    jniTestClass.setup();
    jniTestClass.callJavaStringFunction();
  }

  JNIEXPORT void JNICALL Java_jnitest_DllFunctions_doubleStringFunctionCall(JNIEnv* java_env, jobject) {
    JniTestClass jniTestClass;
    jniTestClass.setup();
    jniTestClass.callJavaStringFunction();
    jniTestClass.callJavaStringFunction();
  }
}

抱歉发了这么长的帖子，但这是我觉得我能够明确提出我的问题的唯一方式。

更新

在函数 void JniTestClass::callJavaStringFunction() 中，如果我将其更改为以下内容:

void JniTestClass::callJavaStringFunction() {
  jmethodID myMethod = env->GetMethodID(myClass, "javaStringFunction", "(Ljava/lang/String;)V");
  if (env->ExceptionCheck()) {
    throwException(env->ExceptionOccurred());
  }

  jstring j_string = env->NewStringUTF("String!");
  env->CallVoidMethod(myObject, myMethod, j_string);
  if (env->ExceptionCheck()) {
    throwException(env->ExceptionOccurred());
  }

  env->DeleteLocalRef(j_string);
}

我现在在用 NewStringUTF() 创建的 jstring 上调用 DeleteLocalRef()，程序仍然崩溃但打印出此异常消息:

java.lang.NoSuchMethodError: javaStringFunction

Answer 1

您的代码中有几个错误。

1. jobject myObject 和 jclass myClass 在 JNI 调用中重复使用。

   在 JNI 方法中创建的所有 jobjects 默认情况下都是本地引用。每当 JNI 方法返回时，所有本地引用都会自动释放。

   如果你想在方法调用中重用jobject(或jclass，它也是一个对象引用)，你应该使用NewGlobalRef将它转换为一个全局引用。 .当不再需要全局引用时，应将其删除 DeleteGlobalRef ，否则引用的对象永远不会被垃圾回收。

2. JNIEnv* 已缓存。

   通常，JNIEnv* 永远不应存储以供以后重用。相反，您应该使用作为每个 JNI 函数的第一个参数提供的 JNIEnv*。或者可以通过 GetEnv 获得称呼。请注意，每个线程都有自己的 JNIEnv*，不适用于其他线程。