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JNI 的多線(xiàn)程

JNI作為連接Java 和 本地C資源的一個(gè)非常重要的技術(shù), 需要被好好重視并掌握, 本章將總結一下JNI涉及的多線(xiàn)程問(wèn)題, 在此之前, 需要再次重申, JNI技術(shù)的應用背景:

1.  永遠只考慮Java對C代碼的調用, Java的優(yōu)勢在于GUI層面, C的優(yōu)勢在于執行效率. Java 涉及的是業(yè)務(wù)層入口, C考慮的是底層邏輯的執行。兩個(gè)簡(jiǎn)單的例子

           a.> java技術(shù)本身涉及了眾多JNI調用, 如AWT/Swing這類(lèi)繪圖,最終是通過(guò)JNI調用的, 但Java面向程序員的API, 不會(huì )出現C以及接近底層的Natvie方法

           b.> Android 技術(shù), 也只可能是Java調用C, 不會(huì )反過(guò)來(lái), 因為反過(guò)來(lái), 跟JNI設計的初衷不符合, 把問(wèn)題復雜化了.

 

2. 如果JNI將架構復雜化了, 說(shuō)明技術(shù)上不應該考慮JNI，或者你理解錯了.

3. 多考慮文件的接口, 流的接口, 而不是僅僅是對象的接口, 這樣會(huì )讓JNI的設計更加優(yōu)雅.

 

 

現在是JNI多線(xiàn)程的正題, 一個(gè)JNI多線(xiàn)程的例子程序, 設計一個(gè)多線(xiàn)程, 并且實(shí)現同步, 我理解的多線(xiàn)程需求如下：

 

1. 線(xiàn)程在Java端啟動(dòng), 兩個(gè)線(xiàn)程都調用C的方法

 

2. 有一個(gè)共同的數據, 被C的代碼修改, 要求線(xiàn)程能對這個(gè)修改做同步, 即線(xiàn)程1和線(xiàn)程2不能沖突

 

 

可能會(huì )有人想: 干嘛不在C這端做多線(xiàn)程以及同步呢? 這個(gè)問(wèn)題跟"干嘛不是C調用Java"類(lèi)似, C實(shí)質(zhì)上只是一個(gè)高效的數據處理器, 把東西傳給它處理, 處理完之后, 交給Java就OK. C 中不做復雜的線(xiàn)程同步等操作, 所有的復雜的調度操作, 都應該是上層完成的, C僅僅是傻傻的執行者, 不是管理者?！徱粋€(gè)Java Coder的技術(shù)情節吧!

【后續可能要利用一些存在C多線(xiàn)程的代碼, 這個(gè)另當別論. 暫時(shí)忽略, 后面有時(shí)間再總結這類(lèi)問(wèn)題】

 

通過(guò)代碼的方式, 我們看看這些是怎么實(shí)現的:

 

1. C中存在一個(gè)全局變量value = 1000. 這個(gè)將被三個(gè)方法調用, 一個(gè)加一, 另一個(gè)減一.  另外一個(gè)查看全局變量的值. 這兩個(gè)方法提供給外部的Java調用

 

  1. package com.ostrichmyself.jni;  
  2. public class HelloWorld {  
  3.     public native void addOne();  
  4.     public native void minusOne();  
  5.     public native int getGlobalValue();  
  6. }  

對應的C代碼為:

 

  1. #include"com_ostrichmyself_jni_HelloWorld.h"  
  2. #include <stdio.h>  
  3. int value = 1000;  
  4. JNIEXPORT void JNICALL Java_com_ostrichmyself_jni_HelloWorld_addOne  
  5.   (JNIEnv *env, jobject obj)  
  6.   {  
  7.     value = value +1;  
  8.   }  
  9. JNIEXPORT void JNICALL Java_com_ostrichmyself_jni_HelloWorld_minusOne  
  10.   (JNIEnv *env, jobject obj)  
  11.   {  
  12.     value = value -1;  
  13.   }  
  14. JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_ostrichmyself_jni_HelloWorld_getGlobalValue  
  15.   (JNIEnv *env, jobject obj)  
  16.   {  
  17.     return value;  
  18.   }  

 

2. 組織多線(xiàn)程代碼, 讓他對C發(fā)起多個(gè)線(xiàn)程的調用, 并操控全局變量.

  1. package com.ostrichmyself.jni;  
  2. public class MainCygwin {  
  3.     /** 
  4.      * @param args 
  5.      */  
  6.     static{  
  7.         System.loadLibrary("hello");  
  8.     }  
  9.     public static void main(String[] args) {  
  10.         HelloWorld hl = new HelloWorld();  
  11.         Thread t1 = new Thread(new Add("thread add ", hl));  
  12.         Thread t2 = new Thread(new Minus("thread Minus ", hl));  
  13.         t1.start();  
  14.         t2.start();  
  15.     }  
  16.       
  17. }  
  18. class Minus implements Runnable{  
  19.       
  20.     private String threadName;  
  21.     private HelloWorld hl;  
  22.       
  23.     public Minus(String name, HelloWorld hl)  
  24.     {  
  25.         this.threadName = name;  
  26.         this.hl = hl;  
  27.     }  
  28.       
  29.     @Override  
  30.     public void run() {  
  31.         int i = 0;   
  32.         while(i < 100)  
  33.         {  
  34.             i++;  
  35.             operation();  
  36.             try {  
  37.                 Thread.sleep(10);  
  38.             } catch (InterruptedException e) {  
  39.                 e.printStackTrace();  
  40.             }  
  41.         }  
  42.     }  
  43.       
  44.     public void operation()  
  45.     {  
  46.         synchronized(hl)  
  47.         {  
  48.             //加上前后的兩句打印, 是為了觀(guān)察是否被其它線(xiàn)程入侵  
  49.             System.out.println("begin:" + threadName + hl.getGlobalValue());  
  50.             hl.minusOne();  
  51.             try {  
  52.                 //讓線(xiàn)程進(jìn)入休眠, 這個(gè)時(shí)候, 是帶著(zhù)鎖的休眠  
  53.                 //如果其它線(xiàn)程不需要這把鎖，這個(gè)時(shí)候將容易被其他線(xiàn)程入侵  
  54.                 Thread.sleep(100);  
  55.             } catch (InterruptedException e) {  
  56.                 e.printStackTrace();  
  57.             }  
  58.             hl.minusOne();  
  59.             System.out.println("end:" + threadName + hl.getGlobalValue());  
  60.         }  
  61.     }  
  62. }  
  63. class Add implements Runnable{  
  64.       
  65.     private String threadName;  
  66.     private HelloWorld hl;  
  67.       
  68.     public Add(String name, HelloWorld hl)  
  69.     {  
  70.         this.threadName = name;  
  71.         this.hl = hl;  
  72.     }  
  73.       
  74.     @Override  
  75.     public void run() {  
  76.         int i = 0;   
  77.         while(i < 10)  
  78.         {  
  79.             i++;  
  80.             operation();  
  81.             try {  
  82.                 Thread.sleep(10);  
  83.             } catch (InterruptedException e) {  
  84.                 e.printStackTrace();  
  85.             }  
  86.         }  
  87.     }  
  88.       
  89.     public void operation()  
  90.     {  
  91.         synchronized(hl)  
  92.         {  
  93.             //加上前后的兩句打印, 是為了觀(guān)察是否被其它線(xiàn)程入侵  
  94.             System.out.println("begin:" + threadName + hl.getGlobalValue());  
  95.             hl.addOne();  
  96.             System.out.println("end:" + threadName + hl.getGlobalValue());  
  97.         }  
  98.     }  
  99. }  

 

同步的變量是hl對象, 可以試一下, 注釋掉synchronized(hl)  打印的加法操作和減法操作會(huì )出現交叉混亂。

 

當然, 全局變量可以通過(guò)Java端傳入,  這樣更接近現實(shí)中的例子, 不過(guò)這個(gè)例程已經(jīng)有足夠的代表性。

 

編譯環(huán)境:

C: cygwin下gcc編譯
Java: Eclipse, Windows

 

 

源碼地址:

 

http://download.csdn.net/source/2393959

 


原文鏈接：http://blog.csdn.net/ostrichmyself/article/details/5623804

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