密集计算场景下的 JNI 实战

package com.vivo.demo.model;import java.io.*; public class ModelComputer implements Closeable {    static {        // 加载 lib 库        loadPath("export_jni_lib");    }     /**     * C++ 类对象地址     */    private Long ptr;     public ModelComputer(String path) {        // 构造函数，调用 C++ 的加载        ptr = loadModel(path);    }     /**     * 加载 lib 文件     *     * @param name lib名     */    public static void loadPath(String name) {        String path = System.getProperty("user.dir") + "\\src\\main\\resources\\";        path += name;        String osName = System.getProperty("os.name").toLowerCase();        if (osName.contains("linux")) {            path += ".so";        } else if (osName.contains("windows")) {            path += ".dll";        }        // 如果存在本文件，直接加载，并返回        File file = new File(path);        if (file.exists() && file.isFile()) {            System.load(path);            return;        }        String fileName = path.substring(path.lastIndexOf('/') + 1);        String prefix = fileName.substring(0, fileName.lastIndexOf(".") - 1);        String suffix = fileName.substring(fileName.lastIndexOf("."));         // 创建临时文件，注意删除        try {            File tmp = File.createTempFile(prefix, suffix);            tmp.deleteOnExit();             byte[] buff = new byte[1024];            int len;            // 从jar中读取文件流            try (InputStream in = ModelComputer.class.getResourceAsStream(path);                    OutputStream out = new FileOutputStream(tmp)) {                while ((len = in.read(buff)) != -1) {                    out.write(buff, 0, len);                }            }            // 加载库文件            System.load(tmp.getAbsolutePath());        } catch (Exception e) {            throw new RuntimeException();        }    }     // native 方法    public static native long loadModel(String path);    public static native void close(long ptr);    public static native float compute(long ptr, long[] keys);     @Override    public void close() {        Long tmp = ptr;        ptr = null;        // 关闭 C++ 对象        close(tmp);    }     /**     * 计算     * @param keys 输入的列表     * @return 输出的结果     */    public float compute(long[] keys) {        return compute(ptr, keys);    }}

javah -jni -encoding utf-8 -classpath com.vivo.demo.model.ModelComputer -o ../cpp/extern_jni.h# -classpath 表示所在的package# -d 表示输出的文件名

#include <jni.h>  // 引入的头文件， 该头文件在 $JAVA_HOME/include 下，随Java版本变化而改变#ifndef _Included_com_vivo_demo_model_ModelComputer // 宏定义 格式 _Included_包名_类名#define _Included_com_vivo_demo_model_ModelComputer#ifdef __cplusplusextern "C" {  // 保证函数、变量、枚举等在所有的源文件中保持一致，这里应用于导出的函数名称不被改变#endif// 生成的loadModel函数，可以看到JNI的修饰和jlong返回值，函数名称格式为 Java_包名_类名_函数名// 函数的前两个参数是 JNIEnv 表示当前线程的 JVM 环境参数，jclass 表示调用的 class 对象，可以通过这两个参数去操作 Java 对象。JNIEXPORT jlong JNICALL Java_com_vivo_demo_model_ModelComputer_loadModel  (JNIEnv *, jclass, jstring); JNIEXPORT void JNICALL Java_com_vivo_demo_model_ModelComputer_close  (JNIEnv *, jclass, jlong); JNIEXPORT jfloat JNICALL Java_com_vivo_demo_model_ModelComputer_compute  (JNIEnv *, jclass, jlong, jlongArray); #ifdef __cplusplus}#endif#endif

// 可以使用下列三组函数，其中 tpye 为基本数据类型,后两组有 Get 和 Release 方法，Release 方法的作用是提醒 JVM 释放内存// 数据量小的时候使用此方法，原理是将数据复制到C缓冲区，分配在 C 堆栈上，因此只适用于少量的元素，Set 操作是对缓存区进行修改Get<type>ArrayRegionSet<type>ArrayRegion// 将数组的内容拷贝到本地内存中，供 C++ 使用Get<type>ArrayElementRelease<type>ArrayElement// 有可能直接返回 JVM 中的指针，否则的话也会拷贝一个数组出来，和 GetArrayElement 功能相同GetPrimitiveArrayCriticalReleasePrimitiveArrayCritical

#include "jni.h" // 这里改为相对引用，是因为把 jni.h 和 jni_md.h 拷贝到项目中，方便编译#include "computer.cc"#ifndef _Included_com_vivo_demo_model_ModelComputer#define _Included_com_vivo_demo_model_ModelComputer#ifdef __cplusplusextern "C" {#endif    JNIEXPORT jlong JNICALL Java_com_vivo_demo_model_ModelComputer_loadModel    (JNIEnv* env, jclass clazz, jstring path) {        vivo::Computer* ptr = new vivo::Computer();        const char* cpath = env->GetStringUTFChars(path, 0); // 将 String 转为 char*        ptr->init_model(cpath);        env->ReleaseStringUTFChars(path, cpath); // 释放String        return (long)ptr;    };     JNIEXPORT void JNICALL Java_com_vivo_demo_model_ModelComputer_close    (JNIEnv* env, jclass clazz, jlong ptr) {        vivo::Computer* computer = (vivo::Computer*)ptr; // 获取到对象        delete computer; // 删除对象    };     JNIEXPORT jfloat JNICALL Java_com_vivo_demo_model_ModelComputer_compute    (JNIEnv* env, jclass clazz, jlong ptr, jlongArray array) {        jlong* idx_ptr = env->GetLongArrayElements(array, NULL); // 将 array 转为 jlong*        vivo::Computer* computer = (vivo::Computer*)ptr; // 获取到 C++ 对象        float result = computer->compute((long *)idx_ptr); // 执行 C++ 方法        env->ReleaseLongArrayElements(array, idx_ptr, 0); // 释放 array        return result; // 返回结果    }; #ifdef __cplusplus}#endif#endif

dumpbin /EXPORTS xxx.dll

// Invoked in the VM class linking code.// loader 为类加载器， name 为C++方法的 name，eg: Java_com_vivo_demo_model_ModelComputer_computestatic long findNative(ClassLoader loader, String name) {    // 选择 nativeLibary       Vector<NativeLibrary> libs =        loader != null ? loader.nativeLibraries : systemNativeLibraries;    synchronized (libs) {        int size = libs.size();        for (int i = 0; i < size; i++) {            NativeLibrary lib = libs.elementAt(i);            // 找到 name 持有的 handel            long entry = lib.find(name);             if (entry != 0)                // 返回 handel                return entry;        }    }    return 0;}