使用GetPrimitiveArrayCritical和Get <primitivetype> ArrayRegion之间的权衡是什么？</primitivetype>

Question

当使用JNI桥接c ++和Java时，我们总是希望避免不必要的复制。我发现GetPrimitiveArrayCritical可能会给我们很高的机会不复制数组。但我并不完全理解其记录的限制here：

  

调用GetPrimitiveArrayCritical之后，本机代码在调用ReleasePrimitiveArrayCritical之前不应该运行一段时间。我们必须将这对函数中的代码视为在关键区域中运行。＆＃34;在关键区域内，本机代码不能调用其他JNI函数，也不能调用可导致当前线程阻塞并等待另一个Java线程的任何系统调用 。 （例如，当前线程不得对另一个Java线程正在写入的流调用read。）

     

这些限制使本机代码更有可能获得阵列的未复制版本，即使VM不支持固定。

我的问题是：

1. 延长时间的确切含义是什么？

2. 这是否意味着我们可以安全地调用其他JNI函数或系统调用，它们永远不会导致当前线程阻塞并等待另一个Java线程？

3. GetPrimitiveArrayCritical是否是线程安全的？

4. 使用GetPrimitiveArrayCritical而不是GetArrayRegion时，我应该知道什么？

Answer 1

这里要理解的关键是你要在这块记忆中获得一个关键部分（例如锁）。

1. 延长的时间段旨在表明，一旦您持有此锁，您就会阻止JVM执行常规操作。所以你应该尽快做你需要做的任何处理。你当然不想做一些可能阻止的操作，例如，当你将系统完全停止时。

2. 你可能能够逃脱它，因为我怀疑这个锁做的主要事情是防止垃圾收集，但文档很清楚它不支持调用其他JNI函数的行为。因此，您可能会发现您的代码在JVM的一个版本中运行，而在其他版本中运行。

3. 因为这是获取锁定（关键部分），是的，它是线程安全的。因为它是锁定的，所以你不应该持有它太长时间（见1）。

4. GetArrayRegion将始终为您提供副本，GetPrimitiveArrayCritical 可能为您提供副本，或可能为您提供直接指针。它不确定的原因是它为JVM实现者提供了更多的未来灵活性，以避免直接指针，如果它们会过多地影响一般VM性能（即可能对某些垃圾收集器造成太大影响以使其值得允许锁定）

Answer 2

GetPrimitiveArrayCritical将阻止所有现有的垃圾收集器。 （实验性的Shenandoah收集器通常不会阻塞。）阻塞垃圾收集器将阻止所有对象分配（一旦垃圾堆积起来）。

因此，使用GetPrimitiveArrayCritical的规则如下：

1. 不要调用任何JNI函数。各个部分的文档并没有充分强调这一点，但您必须遵守这一规则。原因是JNI函数可能会分配内存，特别是本地引用。因为没有记录哪些JNI函数分配内存，或者多少，所以你不能调用它们中的任何一个。据推测，函数EnsureLocalCapacity可以预先分配本地引用以解决此问题，但没有人记录如何使用它。不要在关键区域内调用除GetPrimitiveArrayCritical，GetStringCritical，ReleasePrimitiveArrayCritical和ReleaseStringCritical之外的JNI函数，否则会死锁。
2. 不要以任何其他方式阻止可能需要从堆中分配内存的代码。这主要禁止阻止在同一VM中运行的Java代码。可以想象（但我不能肯定地说），你可以阻止不分配的Java代码。
3. 您可以从其他线程调用JNI函数，只要您不阻止等待这些线程。您调用JNI函数的线程可能会停止。见下一点。
4. 在关键区域花费太多时间会阻止其他线程。根据您运行的线程数及其分配率，您可以在关键区域花费的时间可能会有所不同。在单线程应用程序中，或者在分配很少分配的多线程应用程序中，您可以安全地在关键区域中花费无限时间。但是，在其他情况下，您将停止线程，以至于GetPrimitiveArrayCritical的性能优势将被完全否定。然而，从正确的角度来看，失速是安全的（与死锁相反）。
5. 您可以嵌套Get*Critical和Release*Critical方法，它们是线程安全的。
6. 检查null的返回值并正确设置mode，因为允许Get*Critical方法失败和/或制作副本，就像Get*ArrayElements一样。
7. 如果您正在编写库并且正在考虑使用GetPrimitiveArrayCritical，请创建一个运行时选项以使用Get*ArrayElements。即使您没有遇到由此产生的拖延GetPrimitiveArrayCritical，您的用户可能。

如果在关键区域内调用JNI函数，Java标志-Xcheck:jni将发出警告。忽略文档说明有时可以在关键区域内调用JNI函数。它不是。

Java 8标志-XX:+PrintJNIGCStalls -XX:+PrintGCDetails将打印有关停滞分配和集合的有用日志消息。要查找的消息可以从src/share/vm/memory/gcLocker.cpp

收集

在Java 9中，日志记录已更改。打开gc和jni的日志记录。要查找的消息可以从src/share/vm/gc/shared/gcLocker.cpp

收集

更多信息：

• https://shipilev.net/jvm-anatomy-park/9-jni-critical-gclocker/
• 关于此的公开信息很少。我目前正在请求负责人清理JNI规范或以其他方式消除混淆。

Answer 3

GetByteArrayElements方法无法保证您的程序使用引用或复制。 JNI返回isCopy标志，表示它复制了对象或固定它（pin表示引用）。如果你不想永远复制它，你不必使用GetArrayElements方法，因为它总是返回副本（JVM决定是否复制，可能是复制首选，因为复制减轻了垃圾收集器的负担）。我试过了，看到我的ram在发送一个大阵列时增加了。您还可以在以下链接中看到：

IBM copy and pin（从树视图看复制和图钉主题）

正如文档所述，GetPrimitiveArrayCritical返回Java数组的直接堆地址，禁用垃圾收集，直到调用相应的ReleasePrimitiveArrayCritical。所以你必须使用GetPrimitiveArrayCritical，如果你不想复制（当你拥有一个大数组时需要它。）

要了解GetArrayRegion，您可以阅读以下链接：

GetArrayRegion

我想如果你想获得所有数组，请使用GetPrimitiveArrayCritical，如果你想获得一个数组，请使用GetArrayRegion。