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

最近開發過程當中遇到了JNI的Reference相關問題，瞭解到Local Reference和Global Reference的相關知識點，整理以下：

背景：項目需求，在Native C/C++層調用上層Android Camera Java接口，把全部的操做包括Camera都沉到Native層去實現。但在JNI調試過程當中遇到了android JNI ERROR (app bug): accessed stale local reference的報錯。

現象：在Native層建立Java的Camera對象，其對象的指針保存到本地，函數返回到Java層，以後再進入Native層，想經過Native層的Camera對象指針調用相應的方法，可是發現每次都是從新調用Java對象方法後報錯。

分析：在Native層建立的Java對象，對象建立後會有一個局部引用指向該對象，當從Native環境返回到Java環境，該局部引用失效，此對象就沒有引用計數，Java的內存回收機制會自動回收該對象，第二次再進入Native層訪問其以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，看以下精簡代碼：

env->NewStringUTF("0");

在JNI中，每次調用NewObject方法建立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環境中有效，返回到Java環境後該引用與對象之間的聯繫就會被斷掉，引用失效，因此咱們不能在Native方法中把局部引用緩存用於下一次調用時使用。

局部引用能夠無限建立嗎

如圖：

這裏引入局部引用表的概念，每當線程從Java環境進入到Native環境後，JVM就會建立該線程Native環境的局部引用表，用來保存本次Native環境所建立的全部局部引用，每當Native中引用或者新建立一個Java對象，JVM就會局部引用表建立一個局部引用，局部引用表是有大小限制的，最大是512，若是超過限制會報OOM內存泄漏。

Q：那如何才能更好的避免因爲局部引用過多形成Native環境中的OOM呢？

A：控制局部引用的生命週期，若是須要建立過多的局部引用，能夠在Java對象的操做結束後，手動調用DeleteLocalRef函數刪除局部引用，該局部引用就會在局部引用表中被移除，避免觸發局部引用表的大小限制。

注意：局部引用不是咱們平時所理解的代碼中的局部變量，局部變量在當前生命週期（例如函數退出）結束後就會失效，而局部引用在函數退出後可能不會失效，它的生命週期是和整個Native上下文環境相關聯，只有從Native環境返回到Java環境後局部引用纔會失效。

Global Reference

全局引用，終於到了最上面討論的問題了，由於局部引用在Native環境返回到Java環境後就會失效，致使下次進入Native環境後再次使用相對應的Java對象就會出錯，因此可使用全局引用來解決這個問題，全局引用能夠始終與Java對象保持聯繫，使得此對象不會被JVM回收掉，見以下代碼：

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;  
}

這裏須要注意，在不須要使用Java對象後儘可能手動調用DeleteGlobalRef()函數來使得引用失效，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別在於該類型的引用可能隨時被JVM回收掉，這裏涉及到幾個函數：

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

在使用虛引用前須要經過isSameObject將其和NULL比較，若是返回TRUE返回true表示已經被JVM回收掉就不能使用了，這裏有可能前一行代碼判斷仍是可用，後一行代碼時就被JVM回收，解決辦法時經過NewLocalRef()獲取虛全局引用，避免當時被JVM回收。

參考資料

https://www.cnblogs.com/zhong...
https://www.cnblogs.com/young...
https://stackoverflow.com/que...
https://www.ibm.com/developer...
https://juejin.im/post/5c19bf...

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