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這篇文章比較偏理論涝影，詳細(xì)介紹了在編寫本地代碼時(shí)三種引用的使用場(chǎng)景和注意事項(xiàng)蜡感∩氪可能看起來有點(diǎn)枯燥笛粘，但引用是在JNI中最容易出錯(cuò)的一個(gè)點(diǎn)趁怔，如果使用不當(dāng)湿硝，容易使程序造成內(nèi)存溢出，程序崩潰等現(xiàn)象润努。所以講得比較細(xì)关斜，有些地方看起來可能比較啰嗦，還請(qǐng)輕啪任连！《Android JNI局部引用表溢出：local reference table overflow (max=512)》這篇文章是一個(gè)JNI引用使用不當(dāng)造成引用表溢出蚤吹，最終導(dǎo)致程序崩潰的例子例诀。建議看完這篇文章之后随抠，再去看。
做Java的朋友都知道繁涂，在編碼的過程當(dāng)中拱她，內(nèi)存管理這一塊完全是透明的。new一個(gè)類的實(shí)例時(shí)扔罪，只知道創(chuàng)建完這個(gè)類的實(shí)例之后秉沼，會(huì)返回這個(gè)實(shí)例的一個(gè)引用，然后就可以拿著這個(gè)引用訪問它的所有數(shù)據(jù)成員了（屬性矿酵、方法）唬复。完全不用管JVM內(nèi)部是怎么實(shí)現(xiàn)的，如何為新創(chuàng)建的對(duì)象來申請(qǐng)內(nèi)存全肮，也不用管對(duì)象使用完之后內(nèi)存是怎么釋放的敞咧，只需知道有一個(gè)垃圾回器在幫忙管理這些事情就OK的了。有經(jīng)驗(yàn)的朋友也許知道啟動(dòng)一個(gè)Java程序辜腺，如果沒有手動(dòng)創(chuàng)建其它線程休建，默認(rèn)會(huì)有兩個(gè)線程在跑，一個(gè)是main線程评疗，另一個(gè)就是GC線程（負(fù)責(zé)將一些不再使用的對(duì)象回收）测砂。如果你曾經(jīng)是做Java的然后轉(zhuǎn)去做C++，會(huì)感覺很“蛋疼”百匆，在C++中new一個(gè)對(duì)象砌些，使用完了還要做一次delete操作，malloc一次同樣也要調(diào)用free來釋放相應(yīng)的內(nèi)存加匈，否則你的程序就會(huì)有內(nèi)存泄露了存璃。而且在C/C++中內(nèi)存還分棧空間和堆空間矩动，其中局部變量有巧、函數(shù)形參變量、for中定義的臨時(shí)變量所分配的內(nèi)存空間都是存放在棻唬空間（而且還要注意大小的限制）篮迎，用new和malloc申請(qǐng)的內(nèi)存都存放在堆空間男图。。甜橱。但C/C++里的內(nèi)存管理還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些逊笆，這些只是最基礎(chǔ)的內(nèi)存管理常識(shí)。做Java的童鞋聽到這些肯定會(huì)偷樂了岂傲，咱寫Java的時(shí)候這些都不用管难裆，全都交給GC就萬事無優(yōu)了。手動(dòng)管理內(nèi)存雖然麻煩镊掖，而且需要特別細(xì)心乃戈，一不小心就有可能造成內(nèi)存泄露和野指針訪問等程序致命的問題，但凡事都有利弊亩进，手動(dòng)申請(qǐng)和釋放內(nèi)存對(duì)程序的掌握比較靈活症虑，不會(huì)受到平臺(tái)的限制。比如我們寫Android程序的時(shí)候归薛，內(nèi)存使用就受Dalivk虛擬機(jī)的限制谍憔，從最初版本的16~24M，到后來的32M到64M主籍，可能隨著以后移動(dòng)設(shè)備物理內(nèi)存的不大擴(kuò)大习贫，后面的Android版本內(nèi)存限制可能也會(huì)隨著提高。但在C/C++這層千元，就完全不受虛擬機(jī)的限制了苫昌。比如要在Android中要存儲(chǔ)一張超高清的圖片，剛好這張圖片的大小超過了Dalivk虛擬機(jī)對(duì)每個(gè)應(yīng)用的內(nèi)存大小限制诅炉，Java此時(shí)就顯得無能為力了蜡歹，但在C/C++看來就是小菜一碟了，malloc(1024*1024*50)涕烧，要多少內(nèi)存月而，您說個(gè)數(shù)。议纯。父款。C/C++程序員得意的說道～～Java不是說是一門純面象對(duì)象的語言嗎，所以除了基本數(shù)據(jù)類型外瞻凤，其它任何類型所創(chuàng)建的對(duì)象憨攒，JVM所申請(qǐng)的內(nèi)存都存在堆空間。上面提高到了GC阀参，是負(fù)責(zé)回收不再使用的對(duì)象肝集，它的全稱是Garbage Collection，也就是所謂的垃圾回收蛛壳。JVM會(huì)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)觸發(fā)GC操作杏瞻，一旦進(jìn)行GC操作所刀，就會(huì)將一些不再使用的對(duì)象進(jìn)行回收。那么哪些對(duì)象會(huì)被認(rèn)為是不再使用捞挥，并且可以被回收的呢浮创？我們來看下面二張圖：（注：圖摘自博主郭霖的《Android最佳性能實(shí)踐(二)——分析內(nèi)存的使用情況》）
上圖當(dāng)中，每個(gè)藍(lán)色的圓圈就代表一個(gè)內(nèi)存當(dāng)中的對(duì)象砌函，而圓圈之間的箭頭就是它們的引用關(guān)系斩披。這些對(duì)象有些是處于活動(dòng)狀態(tài)的，而有些就已經(jīng)不再被使用了讹俊。那么GC操作會(huì)從一個(gè)叫作Roots的對(duì)象開始檢查垦沉，所有它可以訪問到的對(duì)象就說明還在使用當(dāng)中，應(yīng)該進(jìn)行保留劣像，而其它的對(duì)象就表示已經(jīng)不再被使用了乡话，如下圖所示：
可以看到摧玫，目前所有黃色的對(duì)象都處于活動(dòng)狀態(tài)耳奕，仍然會(huì)被系統(tǒng)繼續(xù)保留，而藍(lán)色的對(duì)象就會(huì)在GC操作當(dāng)中被系統(tǒng)回收掉了诬像，這就是JVM執(zhí)行一次GC的簡(jiǎn)單流程屋群。
????上面說的廢話好像有點(diǎn)多哈，下面進(jìn)入正題坏挠。通過上面的討論芍躏，大家都知道，如果一個(gè)Java對(duì)象沒有被其它成員變量或靜態(tài)變量所引用的話降狠，就隨時(shí)有可能會(huì)被GC回收掉对竣。所以我們?cè)诰帉懕镜卮a時(shí)，要注意從JVM中獲取到的引用在使用時(shí)被GC回收的可能性榜配。由于本地代碼不能直接通過引用操作JVM內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)否纬，要進(jìn)行這些操作必須調(diào)用相應(yīng)的JNI接口來間接操作所引用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。JNI提供了和Java相對(duì)應(yīng)的引用類型蛋褥，供本地代碼配合JNI接口間接操作JVM內(nèi)部的數(shù)據(jù)內(nèi)容使用临燃。如：jobject、jstring烙心、jclass膜廊、jarray、jintArray等淫茵。因?yàn)槲覀冎煌ㄟ^JNI接口操作JNI提供的引用類型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)爪瓜，而且每個(gè)JVM都實(shí)現(xiàn)了JNI規(guī)范相應(yīng)的接口，所以我們不必?fù)?dān)心特定JVM中對(duì)象的存儲(chǔ)方式和內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等信息匙瘪，我們只需要學(xué)習(xí)JNI中三種不同的引用即可铆铆。
由于Java程序運(yùn)行在虛擬機(jī)中的這個(gè)特點(diǎn)炬转，在Java中創(chuàng)建的對(duì)象、定義的變量和方法算灸，內(nèi)部對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是怎么定義的扼劈，只有JVM自己知道。如果我們?cè)贑/C++中想要訪問Java中對(duì)象的屬性和方法時(shí)菲驴，是不能夠直接操作JVM內(nèi)部Java對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的荐吵。想要在C/C++中正確的訪問Java的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，JVM就必須有一套規(guī)則來約束C/C++與Java互相訪問的機(jī)制赊瞬，所以才有了JNI規(guī)范先煎，JNI規(guī)范定義了一系列接口，任何實(shí)現(xiàn)了這套JNI接口的Java虛擬機(jī)巧涧，C/C++就可以通過調(diào)用這一系列接口來間接的訪問Java中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)薯蝎。比如前面文章中學(xué)習(xí)到的常用JNI接口有：GetStringUTFChars（從Java虛擬機(jī)中獲取一個(gè)字符串）、ReleaseStringUTFChars（釋放從JVM中獲取字符串所分配的內(nèi)存空間）谤绳、NewStringUTF占锯、GetArrayLength、GetFieldID缩筛、GetMethodID消略、FindClass等。
在JNI規(guī)范中定義了三種引用：局部引用（Local Reference）瞎抛、全局引用（Global Reference）艺演、弱全局引用（Weak Global Reference）。區(qū)別如下：
1桐臊、局部引用：通過NewLocalRef和各種JNI接口創(chuàng)建（FindClass胎撤、NewObject、GetObjectClass和NewCharArray等）断凶。會(huì)阻止GC回收所引用的對(duì)象伤提，不在本地函數(shù)中跨函數(shù)使用，不能跨線前使用懒浮。函數(shù)返回后局部引用所引用的對(duì)象會(huì)被JVM自動(dòng)釋放飘弧，或調(diào)用DeleteLocalRef釋放。(*env)->DeleteLocalRef(env,local_ref)
jclasscls_string=(*env)->FindClass(env,"java/lang/String");jcharArraycharArr=(*env)->NewCharArray(env, len);jstringstr_obj=(*env)->NewObject(env, cls_string, cid_string, elemArray);jstringstr_obj_local_ref=(*env)->NewLocalRef(env,str_obj);//通過NewLocalRef函數(shù)創(chuàng)建...
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2砚著、全局引用：調(diào)用NewGlobalRef基于局部引用創(chuàng)建次伶，會(huì)阻GC回收所引用的對(duì)象』拢可以跨方法冠王、跨線程使用。JVM不會(huì)自動(dòng)釋放舌镶，必須調(diào)用DeleteGlobalRef手動(dòng)釋放(*env)->DeleteGlobalRef(env,g_cls_string);
static jclassg_cls_string;void TestFunc(JNIEnv* env, jobjectobj) {jclasscls_string=(*env)->FindClass(env,"java/lang/String");g_cls_string = (*env)->NewGlobalRef(env,cls_string);}
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3柱彻、?弱全局引用：調(diào)用NewWeakGlobalRef基于局部引用或全局引用創(chuàng)建豪娜，不會(huì)阻止GC回收所引用的對(duì)象，可以跨方法哟楷、跨線程使用瘤载。引用不會(huì)自動(dòng)釋放，在JVM認(rèn)為應(yīng)該回收它的時(shí)候（比如內(nèi)存緊張的時(shí)候）進(jìn)行回收而被釋放卖擅∶迹或調(diào)用DeleteWeakGlobalRef手動(dòng)釋放。(*env)->DeleteWeakGlobalRef(env,g_cls_string)
static jclassg_cls_string;void TestFunc(JNIEnv* env, jobjectobj) {jclasscls_string=(*env)->FindClass(env,"java/lang/String");g_cls_string = (*env)->NewWeakGlobalRef(env,cls_string);}
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局部引用也稱本地引用惩阶，通常是在函數(shù)中創(chuàng)建并使用挎狸。會(huì)阻止GC回收所引用的對(duì)象。比如断楷，調(diào)用NewObject接口創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象實(shí)例并返回一個(gè)對(duì)這個(gè)對(duì)象的局部引用锨匆。局部引用只有在創(chuàng)建它的本地方法返回前有效，本地方法返回到Java層之后冬筒，如果Java層沒有對(duì)返回的局部引用使用的話恐锣，局部引用就會(huì)被JVM自動(dòng)釋放。你可能會(huì)為了提高程序的性能账千，在函數(shù)中將局部引用存儲(chǔ)在靜態(tài)變量中緩存起來侥蒙，供下次調(diào)用時(shí)使用。這種方式是錯(cuò)誤的匀奏，因?yàn)楹瘮?shù)返回后局部引很可能馬上就會(huì)被釋放掉，靜態(tài)變量中存儲(chǔ)的就是一個(gè)被釋放后的內(nèi)存地址学搜，成了一個(gè)野針對(duì)娃善，下次再使用的時(shí)候就會(huì)造成非法地址的訪問，使程序崩潰瑞佩。請(qǐng)看下面一個(gè)例子聚磺，錯(cuò)誤的緩存了String的Class引用：
/*錯(cuò)誤的局部引用*/JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_study_jnilearn_AccessCache_newString(JNIEnv*env, jobject obj, jcharArray j_char_arr, jint len){? ? jcharArray elemArray;? ? jchar*chars=NULL;? ? jstring j_str=NULL;? ? static jclass cls_string=NULL;? ? static jmethodID cid_string=NULL;// 注意：錯(cuò)誤的引用緩存if(cls_string==NULL) {? ? ? ? cls_string=(*env)->FindClass(env,"java/lang/String");if(cls_string==NULL) {returnNULL;? ? ? ? }? ? }// 緩存String的構(gòu)造方法IDif(cid_string==NULL) {? ? ? ? cid_string=(*env)->GetMethodID(env, cls_string,"<init>","([C)V");if(cid_string==NULL) {returnNULL;? ? ? ? }? ? }//省略額外的代碼.......elemArray=(*env)->NewCharArray(env, len);// ....j_str=(*env)->NewObject(env, cls_string, cid_string, elemArray);// 釋放局部引用(*env)->DeleteLocalRef(env, elemArray);returnj_str;}
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上面代碼中，我們省略了和我們討論無關(guān)的代碼炬丸。因?yàn)镕indClass返回一個(gè)對(duì)java.lang.String對(duì)象的局部引用瘫寝，上面代碼中緩存cls_string做法是錯(cuò)誤的。假設(shè)一個(gè)本地方法C.f調(diào)用了newString：
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_C_f(JNIEnv *env, jobject this) {? ? char *c_str =...;...returnnewString(c_str);}
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Java_com_study_jnilearn_AccessCache_newString 下面簡(jiǎn)稱newString
C.f方法返回后稠炬，JVM會(huì)釋放在這個(gè)方法執(zhí)行期間創(chuàng)建的所有局部引用焕阿，也包含對(duì)String的Class引用cls_string。當(dāng)再次調(diào)用newString時(shí)首启，newString所指向引用的內(nèi)存空間已經(jīng)被釋放暮屡，成為了一個(gè)野指針，再訪問這個(gè)指針的引用時(shí)毅桃，會(huì)導(dǎo)致因非法的內(nèi)存訪問造成程序崩潰褒纲。
......= C.f(); // 第一次調(diào)是OK的...= C.f(); // 第二次調(diào)用時(shí)准夷，訪問的是一個(gè)無效的引用....
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釋放一個(gè)局部引用有兩種方式，一個(gè)是本地方法執(zhí)行完畢后JVM自動(dòng)釋放莺掠，另外一個(gè)是自己調(diào)用DeleteLocalRef手動(dòng)釋放衫嵌。既然JVM會(huì)在函數(shù)返回后會(huì)自動(dòng)釋放所有局部引用，為什么還需要手動(dòng)釋放呢彻秆？大部分情況下渐扮，我們?cè)趯?shí)現(xiàn)一個(gè)本地方法時(shí)不必?fù)?dān)心局部引用的釋放問題，函數(shù)被調(diào)用完成后掖棉，JVM 會(huì)自動(dòng)釋放函數(shù)中創(chuàng)建的所有局部引用墓律。盡管如此，以下幾種情況下幔亥，為了避免內(nèi)存溢出耻讽，我們應(yīng)該手動(dòng)釋放局部引用：
1、JNI會(huì)將創(chuàng)建的局部引用都存儲(chǔ)在一個(gè)局部引用表中帕棉，如果這個(gè)表超過了最大容量限制针肥，就會(huì)造成局部引用表溢出，使程序崩潰香伴。經(jīng)測(cè)試慰枕，Android上的JNI局部引用表最大數(shù)量是512個(gè)。當(dāng)我們?cè)趯?shí)現(xiàn)一個(gè)本地方法時(shí)即纲，可能需要?jiǎng)?chuàng)建大量的局部引用具帮，如果沒有及時(shí)釋放，就有可能導(dǎo)致JNI局部引用表的溢出低斋，所以蜂厅，在不需要局部引用時(shí)就立即調(diào)用DeleteLocalRef手動(dòng)刪除。比如，在下面的代碼中，本地代碼遍歷一個(gè)特別大的字符串?dāng)?shù)組扶认，每遍歷一個(gè)元素，都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)局部引用稠通，當(dāng)對(duì)使用完這個(gè)元素的局部引用時(shí)，就應(yīng)該馬上手動(dòng)釋放它买猖。
for(i =0; i < len; i++) {? ? jstring jstr = (*env)->GetObjectArrayElement(env, arr, i);.../* 使用jstr */? ? (*env)->DeleteLocalRef(env, jstr); // 使用完成之后馬上釋放}
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2改橘、在編寫JNI工具函數(shù)時(shí)，工具函數(shù)在程序當(dāng)中是公用的政勃，被誰調(diào)用你是不知道的唧龄。上面newString這個(gè)函數(shù)演示了怎么樣在工具函數(shù)中使用完局部引用后，調(diào)用DeleteLocalRef刪除。不這樣做的話既棺，每次調(diào)用newString之后讽挟，都會(huì)遺留兩個(gè)引用占用空間（elemArray和cls_string，cls_string不用static緩存的情況下）丸冕。
3耽梅、如果你的本地函數(shù)不會(huì)返回。比如一個(gè)接收消息的函數(shù)胖烛，里面有一個(gè)死循環(huán)眼姐，用于等待別人發(fā)送消息過來while(true) { if (有新的消息) ｛ 處理之。佩番。众旗。。｝ else { 等待新的消息趟畏。贡歧。。}}赋秀。如果在消息循環(huán)當(dāng)中創(chuàng)建的引用你不顯示刪除利朵，很快將會(huì)造成JVM局部引用表溢出。
4猎莲、局部引用會(huì)阻止所引用的對(duì)象被GC回收绍弟。比如你寫的一個(gè)本地函數(shù)中剛開始需要訪問一個(gè)大對(duì)象，因此一開始就創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)這個(gè)對(duì)象的引用著洼，但在函數(shù)返回前會(huì)有一個(gè)大量的非常復(fù)雜的計(jì)算過程樟遣，而在這個(gè)計(jì)算過程當(dāng)中是不需要前面創(chuàng)建的那個(gè)大對(duì)象的引用的。但是郭脂，在計(jì)算的過程當(dāng)中年碘，如果這個(gè)大對(duì)象的引用還沒有被釋放的話，會(huì)阻止GC回收這個(gè)對(duì)象展鸡，內(nèi)存一直占用者，造成資源的浪費(fèi)埃难。所以這種情況下莹弊，在進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算之前就應(yīng)該把引用給釋放了，以免不必要的資源浪費(fèi)涡尘。
/* 假如這是一個(gè)本地方法實(shí)現(xiàn) */JNIEXPORT void JNICALL Java_pkg_Cls_func(JNIEnv *env, jobject this){? lref =.../* lref引用的是一個(gè)大的Java對(duì)象 */.../* 在這里已經(jīng)處理完業(yè)務(wù)邏輯后忍弛，這個(gè)對(duì)象已經(jīng)使用完了 */? (*env)->DeleteLocalRef(env, lref); /* 及時(shí)刪除這個(gè)對(duì)這個(gè)大對(duì)象的引用，GC就可以對(duì)它回收考抄，并釋放相應(yīng)的資源*/? lengthyComputation();? /* 在里有個(gè)比較耗時(shí)的計(jì)算過程 */return;? ? ? ? ? ? ? ? /* 計(jì)算完成之后细疚，函數(shù)返回之前所有引用都已經(jīng)釋放 */}
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JNI提供了一系列函數(shù)來管理局部引用的生命周期。這些函數(shù)包括：EnsureLocalCapacity川梅、NewLocalRef疯兼、PushLocalFrame然遏、PopLocalFrame、DeleteLocalRef吧彪。JNI規(guī)范指出待侵，任何實(shí)現(xiàn)JNI規(guī)范的JVM，必須確保每個(gè)本地函數(shù)至少可以創(chuàng)建16個(gè)局部引用（可以理解為虛擬機(jī)默認(rèn)支持創(chuàng)建16個(gè)局部引用）姨裸。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明秧倾，這個(gè)數(shù)量已經(jīng)滿足大多數(shù)不需要和JVM中內(nèi)部對(duì)象有太多交互的本地方函數(shù)。如果需要?jiǎng)?chuàng)建更多的引用傀缩，可以通過調(diào)用EnsureLocalCapacity函數(shù)那先，確保在當(dāng)前線程中創(chuàng)建指定數(shù)量的局部引用，如果創(chuàng)建成功則返回0赡艰，否則創(chuàng)建失敗售淡，并拋出OutOfMemoryError異常。EnsureLocalCapacity這個(gè)函數(shù)是1.2以上版本才提供的瞄摊，為了向下兼容勋又，在編譯的時(shí)候，如果申請(qǐng)創(chuàng)建的局部引用超過了本地引用的最大容量换帜，在運(yùn)行時(shí)JVM會(huì)調(diào)用FatalError函數(shù)使程序強(qiáng)制退出楔壤。在開發(fā)過程當(dāng)中，可以為JVM添加-verbose:jni參數(shù)惯驼，在編譯的時(shí)如果發(fā)現(xiàn)本地代碼在試圖申請(qǐng)過多的引用時(shí)蹲嚣，會(huì)打印警告信息提示我們要注意。在下面的代碼中祟牲，遍歷數(shù)組時(shí)會(huì)獲取每個(gè)元素的引用隙畜，使用完了之后不手動(dòng)刪除，不考慮內(nèi)存因素的情況下说贝，它可以為這種創(chuàng)建大量的局部引用提供足夠的空間议惰。由于沒有及時(shí)刪除局部引用，因此在函數(shù)執(zhí)行期間乡恕，會(huì)消耗更多的內(nèi)存言询。
/*處理函數(shù)邏輯時(shí)，確保函數(shù)能創(chuàng)建len個(gè)局部引用*/if((*env)->EnsureLocalCapacity(env,len) !=0) {.../*申請(qǐng)len個(gè)局部引用的內(nèi)存空間失敗 OutOfMemoryError*/return;}for(i=0; i < len; i++) {? ? jstring jstr = (*env)->GetObjectArrayElement(env, arr, i);? ? //...使用jstr字符串? ? /*這里沒有刪除在for中臨時(shí)創(chuàng)建的局部引用*/}
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另外傲宜，除了EnsureLocalCapacity函數(shù)可以擴(kuò)充指定容量的局部引用數(shù)量外运杭，我們也可以利用Push/PopLocalFrame函數(shù)對(duì)創(chuàng)建作用范圍層層嵌套的局部引用。例如函卒，我們把上面那段處理字符串?dāng)?shù)組的代碼用Push/PopLocalFrame函數(shù)對(duì)重寫：
#define N_REFS ... /*最大局部引用數(shù)量*/for(i =0; i < len; i++) {if((*env)->PushLocalFrame(env, N_REFS) !=0) {.../*內(nèi)存溢出*/? ? }? ? jstring jstr = (*env)->GetObjectArrayElement(env, arr, i);.../* 使用jstr */? ? (*env)->PopLocalFrame(env,NULL);}
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PushLocalFrame為當(dāng)前函數(shù)中需要用到的局部引用創(chuàng)建了一個(gè)引用堆棧辆憔，（如果之前調(diào)用PushLocalFrame已經(jīng)創(chuàng)建了Frame，在當(dāng)前的本地引用棧中仍然是有效的)每遍歷一次調(diào)用(*env)->GetObjectArrayElement(env, arr, i);返回一個(gè)局部引用時(shí)，JVM會(huì)自動(dòng)將該引用壓入當(dāng)前局部引用棧中虱咧。而PopLocalFrame負(fù)責(zé)銷毀棧中所有的引用熊榛。這樣一來，Push/PopLocalFrame函數(shù)對(duì)提供了對(duì)局部引用生命周期更方便的管理彤钟，而不需要時(shí)刻關(guān)注獲取一個(gè)引用后来候，再調(diào)用DeleteLocalRef來釋放引用。在上面的例子中逸雹，如果在處理jstr的過程當(dāng)中又創(chuàng)建了局部引用营搅，則PopLocalFrame執(zhí)行時(shí)，這些局部引用將全都會(huì)被銷毀梆砸。在調(diào)用PopLocalFrame銷毀當(dāng)前frame中的所有引用前转质，如果第二個(gè)參數(shù)result不為空，會(huì)由result生成一個(gè)新的局部引用帖世，再把這個(gè)新生成的局部引用存儲(chǔ)在上一個(gè)frame中休蟹。請(qǐng)看下面的示例：
// 函數(shù)原型jobject (JNICALL *PopLocalFrame)(JNIEnv *env, jobject result);jstring other_jstr;for(i =0; i < len; i++) {if((*env)->PushLocalFrame(env, N_REFS) !=0) {.../*內(nèi)存溢出*/? ? }? ? jstring jstr = (*env)->GetObjectArrayElement(env, arr, i);.../* 使用jstr */if(i ==2) {? ? ? ? other_jstr = jstr;? ? }? ? other_jstr = (*env)->PopLocalFrame(env, other_jstr);? // 銷毀局部引用棧前返回指定的引用}
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還要注意的一個(gè)問題是，局部引用不能跨線程使用日矫，只在創(chuàng)建它的線程有效赂弓。不要試圖在一個(gè)線程中創(chuàng)建局部引用并存儲(chǔ)到全局引用中，然后在另外一個(gè)線程中使用哪轿。
全局引用可以跨方法盈魁、跨線程使用，直到它被手動(dòng)釋放才會(huì)失效窃诉。同局部引用一樣杨耙，也會(huì)阻止它所引用的對(duì)象被GC回收。與局部引用創(chuàng)建方式不同的是飘痛，只能通過NewGlobalRef函數(shù)創(chuàng)建珊膜。下面這個(gè)版本的newString演示怎么樣使用一個(gè)全局引用：
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_study_jnilearn_AccessCache_newString(JNIEnv *env, jobject obj, jcharArray j_char_arr, jint len){? ? //...jstring jstr =NULL;? ? static jclass cls_string =NULL;if(cls_string ==NULL) {? ? ? ? jclass local_cls_string = (*env)->FindClass(env,"java/lang/String");if(cls_string ==NULL) {returnNULL;? ? ? ? }? ? ? ? // 將java.lang.String類的Class引用緩存到全局引用當(dāng)中? ? ? ? cls_string = (*env)->NewGlobalRef(env, local_cls_string);? ? ? ? // 刪除局部引用? ? ? ? (*env)->DeleteLocalRef(env, local_cls_string);? ? ? ? // 再次驗(yàn)證全局引用是否創(chuàng)建成功if(cls_string ==NULL) {returnNULL;? ? ? ? }? ? }? ? // ....returnjstr;}
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弱全局引用使用NewGlobalWeakRef創(chuàng)建，使用DeleteGlobalWeakRef釋放宣脉。下面簡(jiǎn)稱弱引用车柠。與全局引用類似，弱引用可以跨方法塑猖、線程使用堪遂。但與全局引用很重要不同的一點(diǎn)是，弱引用不會(huì)阻止GC回收它引用的對(duì)象萌庆。在newString這個(gè)函數(shù)中，我們也可以使用弱引用來存儲(chǔ)String的Class引用币旧，因?yàn)閖ava.lang.String這個(gè)類是系統(tǒng)類践险，永遠(yuǎn)不會(huì)被GC回收。當(dāng)本地代碼中緩存的引用不一定要阻止GC回收它所指向的對(duì)象時(shí)，弱引用就是一個(gè)最好的選擇巍虫。假設(shè)彭则，一個(gè)本地方法mypkg.MyCls.f需要緩存一個(gè)指向類mypkg.MyCls2的引用，如果在弱引用中緩存的話占遥，仍然允許mypkg.MyCls2這個(gè)類被unload俯抖，因?yàn)槿跻貌粫?huì)阻止GC回收所引用的對(duì)象。請(qǐng)看下面的代碼段：
JNIEXPORT void JNICALLJava_mypkg_MyCls_f(JNIEnv *env, jobject self){? ? static jclass myCls2 =NULL;if(myCls2 ==NULL)? ? {? ? ? ? jclass myCls2Local = (*env)->FindClass(env,"mypkg/MyCls2");if(myCls2Local ==NULL)? ? ? ? {return; /* 沒有找到mypkg/MyCls2這個(gè)類 */? ? ? ? }? ? ? ? myCls2 = NewWeakGlobalRef(env, myCls2Local);if(myCls2 ==NULL)? ? ? ? {return; /* 內(nèi)存溢出 */? ? ? ? }? ? }.../* 使用myCls2的引用 */}
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我們假設(shè)MyCls和MyCls2有相同的生命周期（例如瓦胎，他們可能被相同的類加載器加載）芬萍，因?yàn)槿跻玫拇嬖冢覀儾槐負(fù)?dān)心MyCls和它所在的本地代碼在被使用時(shí)搔啊，MyCls2這個(gè)類出現(xiàn)先被unload柬祠，后來又會(huì)preload的情況。當(dāng)然负芋，如果真的發(fā)生這種情況時(shí)（MyCls和MyCls2此時(shí)的生命周期不同）漫蛔，我們?cè)谑褂萌跻脮r(shí)，必須先檢查緩存過的弱引用是指向活動(dòng)的類對(duì)象旧蛾，還是指向一個(gè)已經(jīng)被GC給unload的類對(duì)象莽龟。下面馬上告訴你怎樣檢查弱引用是否活動(dòng)，即引用的比較锨天。
給定兩個(gè)引用（不管是全局毯盈、局部還是弱全局引用），我們只需要調(diào)用IsSameObject來判斷它們兩個(gè)是否指向相同的對(duì)象绍绘。例如：（*env)->IsSameObject(env, obj1, obj2)奶镶，如果obj1和obj2指向相同的對(duì)象，則返回JNI_TRUE（或者1）陪拘，否則返回JNI_FALSE（或者0）厂镇。有一個(gè)特殊的引用需要注意：NULL，JNI中的NULL引用指向JVM中的null對(duì)象左刽。如果obj是一個(gè)局部或全局引用捺信，使用(*env)->IsSameObject(env, obj, NULL)?或者 obj == NULL 來判斷obj是否指向一個(gè)null對(duì)象即可。但需要注意的是欠痴，IsSameObject用于弱全局引用與NULL比較時(shí)迄靠，返回值的意義是不同于局部引用和全局引用的：
jobject local_obj_ref = (*env)->NewObject(env, xxx_cls,xxx_mid);jobject g_obj_ref = (*env)->NewWeakGlobalRef(env, local_ref);//...業(yè)務(wù)邏輯處理jboolean isEqual = (*env)->IsSameObject(env, g_obj_ref,NULL);
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在上面的IsSameObject調(diào)用中，如果g_obj_ref指向的引用已經(jīng)被回收喇辽，會(huì)返回JNI_TRUE掌挚，如果wobj仍然指向一個(gè)活動(dòng)對(duì)象，會(huì)返回JNI_FALSE菩咨。
每一個(gè)JNI引用被建立時(shí)吠式，除了它所指向的JVM中對(duì)象的引用需要占用一定的內(nèi)存空間外陡厘，引用本身也會(huì)消耗掉一個(gè)數(shù)量的內(nèi)存空間。作為一個(gè)優(yōu)秀的程序員特占，我們應(yīng)該對(duì)程序在一個(gè)給定的時(shí)間段內(nèi)使用的引用數(shù)量要十分小心糙置。短時(shí)間內(nèi)創(chuàng)建大量而沒有被立即回收的引用很可能就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存溢出。
當(dāng)我們的本地代碼不再需要一個(gè)全局引用時(shí)是目，應(yīng)該馬上調(diào)用DeleteGlobalRef來釋放它谤饭。如果不手動(dòng)調(diào)用這個(gè)函數(shù)，即使這個(gè)對(duì)象已經(jīng)沒用了懊纳，JVM也不會(huì)回收這個(gè)全局引用所指向的對(duì)象揉抵。
同樣，當(dāng)我們的本地代碼不再需要一個(gè)弱全局引用時(shí)长踊，也應(yīng)該調(diào)用DeleteWeakGlobalRef來釋放它功舀，如果不手動(dòng)調(diào)用這個(gè)函數(shù)來釋放所指向的對(duì)象，JVM仍會(huì)回收弱引用所指向的對(duì)象身弊，但弱引用本身在引用表中所占的內(nèi)存永遠(yuǎn)也不會(huì)被回收辟汰。
前面對(duì)三種引用已做了一個(gè)全面的介紹，下面來總結(jié)一下引用的管理規(guī)則和使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)阱佛，使用好引用的目的就是為了減少內(nèi)存使用和對(duì)象被引用保持而不能釋放帖汞，造成內(nèi)存浪費(fèi)。所以在開發(fā)當(dāng)中要特別小心凑术！
通常情況下翩蘸，有兩種本地代碼使用引用時(shí)要注意：
1、 直接實(shí)現(xiàn)Java層聲明的native函數(shù)的本地代碼
當(dāng)編寫這類本地代碼時(shí)淮逊，要當(dāng)心不要造成全局引用和弱引用的累加催首，因?yàn)楸镜胤椒▓?zhí)行完畢后，這兩種引用不會(huì)被自動(dòng)釋放泄鹏。
2郎任、被用在任何環(huán)境下的工具函數(shù)。例如：方法調(diào)用备籽、屬性訪問和異常處理的工具函數(shù)等舶治。
編寫工具函數(shù)的本地代碼時(shí)，要當(dāng)心不要在函數(shù)的調(diào)用軌跡上遺漏任何的局部引用车猬，因?yàn)楣ぞ吆瘮?shù)被調(diào)用的場(chǎng)合和次數(shù)是不確定的霉猛，一量被大量調(diào)用，就很有可能造成內(nèi)存溢出珠闰。所以在編寫工具函數(shù)時(shí)惜浅，請(qǐng)遵守下面的規(guī)則：
1> 一個(gè)返回值為基本類型的工具函數(shù)被調(diào)用時(shí)，它決不能造成局部伏嗜、全局赡矢、弱全局引用被回收的累加
2> 當(dāng)一個(gè)返回值為引用類型的工具函數(shù)被調(diào)用時(shí)杭朱，它除了返回的引用以外，它決不能造成其它局部吹散、全局、弱引用的累加
對(duì)于工具函數(shù)來說八酒，為了使用緩存技術(shù)而創(chuàng)建一些全局引用或者弱全局引用是正常的空民。如果一個(gè)工具函數(shù)返回的是一個(gè)引用，我們應(yīng)該寫好注釋詳細(xì)說明返回引用的類型羞迷，以便于使用者更好的管理它們界轩。下面的代碼中，頻繁地調(diào)用工具函數(shù)GetInfoString衔瓮，我們需要知道GetInfoString返回引用的類型是什么浊猾，以便于每次使用完成后調(diào)用相應(yīng)的JNI函數(shù)來釋放掉它。
while(JNI_TRUE) {? ? jstring infoString = GetInfoString(info);.../* 處理infoString */? ? ??? /* 使用完成之后热鞍，調(diào)用DeleteLocalRef葫慎、DeleteGlobalRef、DeleteWeakGlobalRef哪一個(gè)函數(shù)來釋放這個(gè)引用呢薇宠？*/}
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函數(shù)NewLocalRef有時(shí)被用來確保一個(gè)工具函數(shù)返回一個(gè)局部引用偷办。我們改造一下newString這個(gè)函數(shù)，演示一下這個(gè)函數(shù)的用法澄港。下面的newString是把一個(gè)被頻繁調(diào)用的字符串“CommonString”緩存在了全局引用里：
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_study_jnilearn_AccessCache_newString{? ? static jstring result;? ? /* 使用wstrncmp函數(shù)比較兩個(gè)Unicode字符串 */if(wstrncmp("CommonString", chars, len) ==0)? ? {? ? ? ? /* 將"CommonString"這個(gè)字符串緩存到全局引用中 */? ? ? ? static jstring cachedString =NULL;if(cachedString ==NULL)? ? ? ? {? ? ? ? ? ? /* 先創(chuàng)建"CommonString"這個(gè)字符串 */? ? ? ? ? ? jstring cachedStringLocal =...;? ? ? ? ? ? /* 然后將這個(gè)字符串緩存到全局引用中 */? ? ? ? ? ? cachedString = (*env)->NewGlobalRef(env, cachedStringLocal);? ? ? ? }? ? ? ? // 基于全局引用創(chuàng)建一個(gè)局引用返回椒涯，也同樣會(huì)阻止GC回收所引用的這個(gè)對(duì)象，因?yàn)樗鼈冎赶虻氖峭粋€(gè)對(duì)象return(*env)->NewLocalRef(env, cachedString);? ? ? }...returnresult;}
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在管理局部引用的生命周期中回梧，Push/PopLocalFrame是非常方便且安全的废岂。我們可以在本地函數(shù)的入口處調(diào)用PushLocalFrame，然后在出口處調(diào)用PopLocalFrame狱意，這樣的話湖苞，在函數(shù)內(nèi)任何位置創(chuàng)建的局部引用都會(huì)被釋放。而且髓涯，這兩個(gè)函數(shù)是非常高效的袒啼，強(qiáng)烈建議使用它們。需要注意的是纬纪，如果在函數(shù)的入口處調(diào)用了PushLocalFrame蚓再，記住要在函數(shù)所有出口（有return語句出現(xiàn)的地方）都要調(diào)用PopLocalFrame。在下面的代碼中包各，對(duì)PushLocalFrame的調(diào)用只有一次摘仅，但調(diào)用PopLocalFrame確有多次，當(dāng)然你也可以使用goto語句來統(tǒng)一處理问畅。
jobject f(JNIEnv *env,...){? ? jobject result;if((*env)->PushLocalFrame(env,10) <0)? ? {? ? ? ? /* 調(diào)用PushLocalFrame獲取10個(gè)局部引用失敗娃属，不需要調(diào)用PopLocalFrame */returnNULL;? ? }...result =...; // 創(chuàng)建局部引用resultif(...)? ? {? ? ? ? /* 返回前先彈出棧頂?shù)膄rame */? ? ? ? result = (*env)->PopLocalFrame(env, result);returnresult;? ? }...result = (*env)->PopLocalFrame(env, result);? ? /* 正常返回 */returnresult;}
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上面的代碼同樣演示了函數(shù)PopLocalFrame的第二個(gè)參數(shù)的用法六荒，局部引用result一開始在PushLocalFrame創(chuàng)建在當(dāng)前frame里面，而把result傳入PopLocalFrame中時(shí)矾端，PopLocalFrame在彈出當(dāng)前的frame前掏击，會(huì)由result生成一個(gè)新的局部引用，再將這個(gè)新生成的局部引用存儲(chǔ)在上一個(gè)frame當(dāng)中秩铆。
