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java - 使用 JNI 从 Java 访问 C++ 对象数组

coder 2024-02-24 原文

关注 previous question我的，和Some Name的回应，我想尝试相反的方式并加强之前的问题:

我想执行以下步骤:

  1. 在 Java 中分配缓冲区
  2. 用C++填充数组
  3. 用 Java 编辑值
  4. 用 C++ 做一些数字运算
  5. 读取 Java 中的值

考虑以下 C++ 类:

#pragma once
#pragma pack(push, 8)
class Point
{

public:
    double x;
    double y;
    Point();
    virtual ~Point();

    void ebeProduct(Point &other) {
        x = x * other.x;
        y = y * other.y;
    }
};



Point::Point()
{
}


Point::~Point()
{
}

#pragma pack(pop)

以下代码片段:

Point point = Point();
std::cout << "Size of Point: " << sizeof(Point) << std::endl;
std::cout << "Address is: " << &point << std::endl;
std::cout << "x address is: " << &(point.x) << " and offset is: " << (long long)&(point.x) - (long long)&point << std::endl;
std::cout << "y address is: " << &(point.y) << " and offset is: " << (long long)&(point.y) - (long long)&point << std::endl;

显示如下结果:

Size of Point: 24
Address is: 000000D45B0FF2C0
x address is: 000000D45B0FF2C8 and offset is: 8
y address is: 000000D45B0FF2D0 and offset is: 16

所以现在我可以在 Java 中假设以下大小:

final int NUMBER_OF_POINTS = 10;
final int SIZE_OF_POINT = 24;
final int X_OFFSET = 8;
final int Y_OFFSET = 16;

接下来，我将使用 unsafe 分配一个内存区域并调用 public static native void allocatePoints(long address, int numberOfPoints); 为了用 填充它们>点对象:

long address = unsafe.allocateMemory(NUMBER_OF_POINTS * SIZE_OF_POINT);
allocatePoints(address, NUMBER_OF_POINTS);

填充点的C++代码:

Point * points = (Point *) address;
for (int pointIndex = 0; pointIndex < numberOfPoints; pointIndex++) {
    new(points + pointIndex) Point();
}

接下来，我将根据给定的偏移量用任意数字填充 Java 中的点:

for (int i = 0; i < NUMBER_OF_POINTS; i++) {
  unsafe.putDouble(address + i * SIZE_OF_POINT + X_OFFSET, i);
  unsafe.putDouble(address + i * SIZE_OF_POINT + Y_OFFSET, i * 2);
}

接下来，调用 public static native void multiplyPoints();，它只会将每一秒的点与之前的点相乘。

最后，我将在 Java 中打印给定的值:

for (int i = 0; i < NUMBER_OF_POINTS; i++) {
  System.err.print(unsafe.getDouble(address + i * SIZE_OF_POINT + X_OFFSET));
  System.err.print(" ; ");
  System.err.println(unsafe.getDouble(address + i * SIZE_OF_POINT + Y_OFFSET));
}

这些阶段实际上打印出正确的结果。
我的问题是这些阶段是否合理:我可以假设给定的偏移量是正确的(目前在同一台机器上)，并且将值直接写入 Java 中的缓冲区，并从 C++ 中的对象中读取它们，将始终产生正确的结果？

最佳答案

我大致看到三个潜在的陷阱:

  1. Point 中的填充和 vtables 可能会弄乱大小:C++ 编译器可能决定将 Point 的成员对齐到它们所需的对齐方式(例如 double 需要 8 字节对齐，而 char 不指定任何对齐方式。)

    同样，如果您的 C++ 对象包含任何 virtual 方法(如您的示例那样)，您的 object 将在前面有一个 vtable。你需要把这个考虑进去 分配内存和访问单个成员时的帐户。

  2. Point 的对齐方式可能会打乱数组的步幅:假设类的最后一个元素有一个额外的 char ，那么下一个元素将对齐到最接近的 8 字节倍数。 (换句话说，您的数组步幅为 8+8+1(数据)+7 字节填充)

    在分配内存和访问单个成员时需要考虑到这一点。

  3. sun.misc.Unsafe 即将退出。此代码最终可能会在 JDK11 及更高版本中停止工作。

关于java - 使用 JNI 从 Java 访问 C++ 对象数组，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/54867874/

ampjavacodePointC++c++java-native-interface

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