调用本机方法时JVM必须做什么？

Question

在调用声明为native的Java方法时，JVM运行时必须执行哪些常规步骤？

HotSpot 1.8.0 JVM如何实现JNI函数调用？涉及哪些检查步骤（例如返回后未处理的异常？），JVM要执行哪些簿记（例如本地参考注册表？），以及在调用本机Java方法后控制在哪里？如果有人可以提供原生HotSpot 1.8.0代码中的入口点或重要方法，我也将不胜感激。

免责声明：我知道我可以自己阅读代码，但事先的解释有助于快速找到我的代码。此外，我发现这个问题值得谷歌搜索。 ;）

Answer 1

与简单的C函数调用相比，从Java调用JNI方法相当昂贵。 HotSpot通常执行以下大多数步骤来调用JNI方法：

1. 创建堆栈框架。
2. 根据ABI将参数移动到正确的寄存器或堆栈位置。
3. 将对象引用包装到JNI句柄。
4. 获取静态方法的JNIEnv*和jclass，并将其作为附加参数传递。
5. 检查是否应调用method_entry跟踪功能。
6. 如果方法为synchronized，则锁定对象监视器。
7. 检查本机功能是否已链接。函数查找和链接是懒惰地执行的。
8. 将线程从in_java切换到in_native州。
9. 调用原生函数
10. 检查是否需要安全点。
11. 将线程返回in_java州。
12. 如果锁定，请解锁显示器。
13. 通知method_exit。
14. 解包对象结果并重置JNI句柄块。
15. 处理JNI例外情况。
16. 移除堆栈框架。

此程序的源代码可在SharedRuntime::generate_native_wrapper找到。

如您所见，开销可能很大。但在许多情况下，上述大部分步骤都不是必需的。例如，如果本机方法只对字节数组执行某些编码/解码，并且不抛出任何异常，也不会调用其他JNI函数。对于这些情况，HotSpot有一个名为Critical Natives的非标准（并且未知）约定，讨论了here。