JEP 412：将堆上字节数组传递给本机代码，得到 UnsupportedOperationException：不是本机地址

Question

所有这些都是新 JDK 17.

我正在尝试将堆上字节数组转换为 MemorySegment 并将其传递给本机函数。我创建了简单的示例代码来展示这一点：

        final CLinker cLinker = CLinker.getInstance();
        
        // int strlen(const char *str);
        final Optional<MemoryAddress> oSymbolAddress = CLinker.systemLookup().lookup("strlen");
        
        final MethodHandle mh = cLinker.downcallHandle(oSymbolAddress.get(),
                MethodType.methodType(int.class, MemoryAddress.class),
                FunctionDescriptor.of(C_INT, C_POINTER));        
        
        out.println("I found this method handle: " + mh);
        final byte[] ba = new byte[100];
        ba[0] = 'h';
        ba[1] = 'e';
        ba[2] = 'l';
        ba[3] = 'l';
        ba[4] = 'o';
        ba[5] = 0;
        
        final MemorySegment stringSegment = MemorySegment.ofArray(ba);
        final int result = (Integer) mh.invoke(stringSegment.address());
        
        out.println("The length of the string is: " + result);

它尝试运行但抛出：

Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException: Not a native address
    at jdk.incubator.foreign/jdk.internal.foreign.MemoryAddressImpl.toRawLongValue(MemoryAddressImpl.java:91)

如果不使用 MemorySegment.ofArray(ba)，我使用这个：

        final MemorySegment stringSegment = MemorySegment.allocateNative(100, newImplicitScope());
        stringSegment.asByteBuffer().put(ba);

它有效并给出了预期的答案 (5)。

我在MemoryAddressImpl.java中查找了这个函数，我可以看到：

    @Override
    public long toRawLongValue() {
        if (segment != null) {
            if (segment.base() != null) {
                throw new UnsupportedOperationException("Not a native address");
            }
            segment.checkValidState();
        }
        return offset();
    }

显然 segment.base() 正在返回 null。

我不太明白这是怎么回事。我认为 Project Panama 的主要优势之一是本机代码可以访问堆内存，以避免必须复制。我当然可以做一个 allocateNative()，然后将字节数组复制到其中，但我认为应该避免这种复制。

对此有什么想法吗？我是做错了什么还是误解了如何使用堆内存？

Answer 1

I thought that one of the major advantages of Project Panama would be that native code could access on-heap memory, to avoid having to copy.

实际上，尽管巴拿马项目在可用性方面取得了重大进展，但由于多种原因，这是不可能的。

GC 在 Java 堆内存中四处移动，因此任何对象（包括表）的地址 may/will 都会随时间变化。然而，本机代码被赋予一个指向内存地址的指针，该地址在 GC 循环后当然不会更新（甚至没有提到在循环中间访问该内存）。
JNI 有 API 可以实际防止 GC 在本机代码中间通过 Get*Critical 部分发生。不幸的是，阻止 GC 可能会对应用程序性能产生重大影响。

事实上，巴拿马项目正试图避免阻塞 GC。这就是为什么访问的内存有明确的分离以及为什么有必要复制 to/from 本机内存。

这应该不是什么大问题，除非这是热代码路径（即它被非常频繁地调用），或者代码处理非常大的数据。在这种情况下，代码可能希望在堆外完成大部分工作。如果数据在文件中，可以从本机代码访问该文件，或使用巴拿马内存映射文件。

var big = Path.of("path/to/big.data");
try (var scope = ResourceScope.newConfinedScope()) {
  var bigMM = MemorySegment.mapFile(big, 0, Files.size(big), FileChannel.MapMode.READ_ONLY, scope);
  return (int) mh.invoke(bigMM.address());
}

JEP 412：将堆上字节数组传递给本机代码，得到 UnsupportedOperationException：不是本机地址

JEP 412: Pass a on-heap byte array to native code, getting UnsupportedOperationException: Not a native address

java

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