JNI由浅入深_9_JNI 异常处理

1 、本地代码中如何缓存和抛出异常

下面的代码中演示了如何声明一个会抛出异常的本地方法。CatchThrow这个类声明了一个会抛出IllegalArgumentException异常的名叫doit的本地方法。

<span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:14px;">class CatchThrow {
     private native void doit()
         throws IllegalArgumentException;
     private void callback() throwsNullPointerException {
         throw newNullPointerException("CatchThrow.callback");
     }
 
     public static void main(String args[]) {
         CatchThrow c = new CatchThrow();
         try {
             c.doit();
         } catch (Exception e) {
             System.out.println("InJava:\n\t" + e);
         }
     }
     static {
        System.loadLibrary("CatchThrow");
     }
 }</span>

Main方法调用本地方法doit，doit方法的实现如下：

<span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:14px;">JNIEXPORT void JNICALL
 Java_CatchThrow_doit(JNIEnv*env, jobject obj)
 {
     jthrowable exc;
     jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env,obj);
     jmethodID mid =
         (*env)->GetMethodID(env, cls,"callback", "()V");
     if (mid == NULL) {
         return;
     }
     (*env)->CallVoidMethod(env, obj, mid);
     exc = (*env)->ExceptionOccurred(env);
     if (exc) {
         /* We don't do much with the exception,except that
            we print a debug message for it,clear it, and
            throw a new exception. */
         jclass newExcCls;
         (*env)->ExceptionDescribe(env);
         (*env)->ExceptionClear(env);
         newExcCls = (*env)->FindClass(env,
                       "java/lang/IllegalArgumentException");
         if (newExcCls == NULL) {
             /* Unable to find the exceptionclass, give up. */
             return;
         }
         (*env)->ThrowNew(env, newExcCls,"thrown from C code");
     }
 }</span>

运行程序，输出是：

java.lang.NullPointerException:

         at CatchThrow.callback(CatchThrow.java)

         at CatchThrow.doit(Native Method)

         at CatchThrow.main(CatchThrow.java)

 In Java:

         java.lang.IllegalArgumentException:thrown from C code

回调方法抛出一个NullPointerException异常。当CallVoidMethod把控制权交给本地方法时，本地代码会通过ExceptionOccurred来检查这个异常。在我们的例子中，当一个异常被检测到时，本地代码通过调用ExceptionDescribe来输出一个关于这个异常的描述信息，然后通过调用ExceptionClear清除异常信息，最后，抛出一个IllegalArgumentException。

和JAVA中的异常机制不一样，JNI抛出的异常（例如，通过ThrowNew方法）不被处理的话，不会立即终止本地方法的执行。异常发生后，JNI程序员必须手动处理。

1.1 制作一个抛出异常的工具函数

抛出异常通常需要两步：通过FindClass找到异常类、调用ThrowNew函数生成异常。为了简化这个过程，我们写了一个工具函数专门用来生成一个指定名字的异常。

<span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:14px;">void
 JNU_ThrowByName(JNIEnv *env, const char *name,const char *msg)
 {
    jclass cls = (*env)->FindClass(env, name);
    /* if cls is NULL, an exception has already been thrown */
    if (cls != NULL) {
         (*env)->ThrowNew(env, cls, msg);
    }
     /* free the local ref */
     (*env)->DeleteLocalRef(env, cls);
 }</span>

本书中，如果一个函数有JNU前缀的话，意味它是一个工具函数。JNU_ThrowByName这个工具函数首先使用FindClass函数来找到异常类，如果FindClass执行失败（返回NULL），VM会抛出一个异常（比如NowClassDefFoundError），这种情况下JNI_ThrowByName不会再抛出另外一个异常。如果FindClass执行成功的话，我们就通过ThrowNew来抛出一个指定名字的异常。当函数JNU_ThrowByName返回时，它会保证有一个异常需要处理，但这个异常不一定是name参数指定的异常。当函数返回时，记得要删除指向异常类的局部引用。向DeleteLocalRef传递NULL不会产生作用。

2 妥善地处理异常

JNI程序员必须能够预测到可能会发生异常的地方，并编写代码进行检查。妥善地异常处理有时很繁锁，但是一个高质量的程序不可或缺的。

2.1 异常检查

检查一个异常是否发生有两种方式。

第一种方式是：大部分JNI函数会通过特定的返回值（比如NULL）来表示已经发生了一个错误，并且当前线程中有一个异常需要处理。在C语言中，用返回值来标识错误信息是一个很常见的方式。下面的例子中演示了如何通过GetFieldID的返回值来检查错误。这个例子包含两部分，定义了一些实例字段（handle、length、width）的类Window和一个缓存这些字段的字段ID的本地方法。虽然这些字段位于Window类中，调用GetFieldID时，我们仍然需要检查是否有错误发生，因为VM可能没有足够的内存分配给字段ID。

 

<span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:14px;"> /* a class in the Java programming language */
    public class Window {
        long handle;
        int length;
        int width;
        static native void initIDs();
        static {
            initIDs();
        }
  }
 
   /* C codethat implements Window.initIDs */
   jfieldID FID_Window_handle;
   jfieldID FID_Window_length;
   jfieldID FID_Window_width;
 
   JNIEXPORT void JNICALL
   Java_Window_initIDs(JNIEnv *env, jclass classWindow)
   {
       FID_Window_handle =
           (*env)->GetFieldID(env, classWindow,"handle", "J");
       if (FID_Window_handle == NULL) {  /* important check. */
          return; /* erroroccurred. */
       }
      FID_Window_length =
          (*env)->GetFieldID(env, classWindow,"length", "I");
      if (FID_Window_length == NULL) {  /* important check. */
         return; /* erroroccurred. */
       }
       FID_Window_width =
          (*env)->GetFieldID(env, classWindow,"width", "I");
       /* no checks necessary; weare about to return anyway */
  }</span>

第二种方式：

<span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:14px;">public class Fraction {
     // details such as constructors omitted
     int over, under;
     public int floor() {
         return Math.floor((double)over/under);
     }
 }
/* Native code that callsFraction.floor. Assume method ID
    MID_Fraction_floor has been initializedelsewhere. */
 void f(JNIEnv*env, jobject fraction)
 {
    jint floor = (*env)->CallIntMethod(env, fraction,
                                       MID_Fraction_floor);
     /* important: check if an exception wasraised */
     if ((*env)->ExceptionCheck(env)) {
         return;
     }
     ... /* use floor */
 }</span>

当一个JNI函数返回一个明确的错误码时，你仍然可以用ExceptionCheck来检查是否有异常发生。但是，用返回的错误码来判断比较高效。一旦JNI函数的返回值是一个错误码，那么接下来调用ExceptionCheck肯定会返回JNI_TRUE。

2.2 异常处理

本地代码通常有两种方式来处理一个异常：

1、一旦发生异常，立即返回，让调用者处理这个异常。

2、通过ExceptionClear清除异常，然后执行自己的异常处理代码。

当一个异常发生后，必须先检查、处理、清除异常后再做其它JNI函数调用，否则的话，结果未知。当前线程中有异常的时候，你可以调用的JNI函数非常少，11.8.2节列出了这些JNI函数的详细列表。通常来说，当有一个未处理的异常时，你只可以调用两种JNI函数：异常处理函数和清除VM资源的函数。

当异常发生时，释放资源是一件很重要的事，下面的例子中，调用GetStringChars函数后，如果后面的代码发生异常，不要忘了调用ReleaseStringChars释放资源。

<span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:14px;">JNIEXPORT void JNICALL
 Java_pkg_Cls_f(JNIEnv*env, jclass cls, jstring jstr)
 {
     const jchar *cstr =(*env)->GetStringChars(env, jstr);
     if (c_str == NULL) {
         return;
     }
     ...
     if (...) { /* exception occurred */
         (*env)->ReleaseStringChars(env,jstr, cstr);
         return;
     }
     ...
     /* normal return */
     (*env)->ReleaseStringChars(env, jstr,cstr);
 }
 </span>

2.3 工具函数中的异常

程序员编写工具函数时，一定要把工具函数内部分发生的异常传播到调用它的方法中去。这里有两个需要注意的地方：

1、对调用者来说，工具函数提供一个错误返回码比简单地把异常传播过去更方便一些。

2、工具函数在发生异常时尤其需要注意管理局部引用的方式。

为了说明这两点，我们写了一个工具函数，这个工具函数根据对象实例方法的名字和描述符做一些方法回调。

        

<span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:14px;"> jvalue
          JNU_CallMethodByName(JNIEnv*env,
                               jboolean *hasException,
                               jobject obj,
                               const char *name,
                               const char *descriptor,...)
          {
              va_list args;
              jclass clazz;
              jmethodID mid;
              jvalue result;
              if ((*env)->EnsureLocalCapacity(env, 2)== JNI_OK) {
                  clazz = (*env)->GetObjectClass(env,obj);
                  mid = (*env)->GetMethodID(env,clazz, name,
                                            descriptor);
                  if (mid) {
                      const char *p = descriptor;
                      /* skip over argument types to findout the
                         return type */
                      while (*p != ')') p++;
                      /* skip ')' */
                      p++;
                      va_start(args, descriptor);
                      switch (*p) {
                      case 'V':
                          (*env)->CallVoidMethodV(env,obj, mid, args);
                          break;
                      case '[':
                      case 'L':
                          result.l =(*env)->CallObjectMethodV(
                                                 env,obj, mid, args);
                          break;
                      case 'Z':
                          result.z =(*env)->CallBooleanMethodV(
                                                 env,obj, mid, args);
                          break;
                      case 'B':
                          result.b =(*env)->CallByteMethodV(
                                                 env, obj, mid, args);
                          break;
                      case 'C':
                          result.c =(*env)->CallCharMethodV(
                                                 env,obj, mid, args);
                          break;
                      case 'S':
                          result.s =(*env)->CallShortMethodV(
                                                 env,obj, mid, args);
                          break;
                      case 'I':
                          result.i =(*env)->CallIntMethodV(
                                                 env,obj, mid, args);
                          break;
                      case 'J':
                          result.j =(*env)->CallLongMethodV(
                                                 env,obj, mid, args);
                          break;
                      case 'F':
                          result.f =(*env)->CallFloatMethodV(
                                                 env,obj, mid, args);
                          break;
                      case 'D':
                          result.d =(*env)->CallDoubleMethodV(
                                                 env,obj, mid, args);
                          break;
                      default:
                          (*env)->FatalError(env,"illegal descriptor");
                      }
                      va_end(args);
                  }
                  (*env)->DeleteLocalRef(env, clazz);
              }
              if (hasException) {
                  *hasException =(*env)->ExceptionCheck(env);
              }
              return result;
          }</span>

JNU_CallMethodByName的参数当中有一个jboolean指针，如果函数执行成功的话，指针指向的值会被设置为JNI_TRUE，如果有异常发生的话，会被设置成JNI_FALSE。这就可以让调用者方便地检查异常。

JNU_CallMethodByName首先通过EnsureLocalCapacity来确保可以创建两个局部引用，一个类引用，一个返回值。接下来，它从对象中获取类引用并查找方法ID。根据返回类型，switch语句调用相应的JNI方法调用函数。回调过程完成后，如果hasException不是NULL，我们调用ExceptionCheck检查异常。

函数ExceptionCheck和ExceptionOccurred非常相似，不同的地方是，当有异常发生时，ExceptionCheck不会返回一个指向异常对象的引用，而是返回JNI_TRUE，没有异常时，返回JNI_FALSE。而ExceptionCheck这个函数不会返回一个指向异常对象的引用，它只简单地告诉本地代码是否有异常发生。上面的代码如果使用ExceptionOccurred的话，应该这么写：

         if (hasException) {

                  jthrowable exc =(*env)->ExceptionOccurred(env);

                  *hasException = exc != NULL;

                  (*env)->DeleteLocalRef(env, exc);

   }

为了删除指向异常对象的局部引用，DeleteLocalRef方法必须被调用。

使用JNU_CallMethodByName这个工具函数，我们可以重写Instance-MethodCall.nativeMethod方法的实现：

  

<span style="font-family:Comic Sans MS;font-size:14px;">       JNIEXPORT void JNICALL
          Java_InstanceMethodCall_nativeMethod(JNIEnv*env, jobject obj)
          {
              printf("In C\n");
              JNU_CallMethodByName(env, NULL, obj,"callback", "()V");
          }</span>

调用JNU_CallMethodByName函数后，我们不需要检查异常，因为本地方法后面会立即返回。

测试代码：

	/**
	 * 异常处理
	 */
	public native void doExcepton() throws IllegalArgumentException;
	/**
	 *
	 * @throws NullPointerException
	 */
	public void excepton() throws NullPointerException {
		throw new NullPointerException("doExcepton.excepton");
	}

jni:

/**
 * 异常处理
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_jniandroid_service_CFunction_doExcepton(
	JNIEnv * env, jobject obj) {
	jthrowable exc;
	jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, obj);
	jmethodID mid =
	(*env)->GetMethodID(env, cls, "excepton", "()V");
	if (mid == NULL) {
		LOGI(" MID IS NULL");
		return;
	}
	(*env)->CallVoidMethod(env, obj, mid);
	exc = (*env)->ExceptionOccurred(env);
	//有异常
	if (exc) {
		jclass newExcCls;
		(*env)->ExceptionDescribe(env);
		(*env)->ExceptionClear(env);
		newExcCls = (*env)->FindClass(env,"java/lang/IllegalArgumentException");
		if (newExcCls == NULL) {
			return;
		}
		(*env)->ThrowNew(env, newExcCls, "thrown from C code doExcepton");
	}
}

前面所有代码下载