第29篇-调用Java主类的main()方法

在第1篇中大概介绍过Java中主类方法main()的调用过程,这一篇介绍的详细一点,大概的调用过程如下图所示。

第29篇-调用Java主类的main()方法

其中浅红色的函数由主线程执行,而另外的浅绿色部分由另外一个线程执行,这个线程最终也会负责执行Java主类中的main()方法。在JavaMain()函数中调用LoadMainClass()函数加载Java主类。接着在JavaMain()函数中有如下调用:

源代码位置:openjdk/jdk/src/share/bin/java.c

mainID = (*env)->GetStaticMethodID(env, mainClass, "main", "([Ljava/lang/String;)V");

env为JNIEnv*类型。调用JNIEnv类型中定义的GetStaticMethodID()函数获取Java主类中main()方法的方法唯一ID,调用GetStaticMethodID()函数就是调用到jni_GetStaticMethodID()函数,实现如下:

源代码位置:openjdk/hotspot/src/share/vm/prims/jni.cpp

JNI_ENTRY(jmethodID, jni_GetStaticMethodID(JNIEnv *env, jclass clazz,const char *name, const char *sig))
jmethodID ret = get_method_id(env, clazz, name, sig, true, thread);
return ret;
JNI_END static jmethodID get_method_id(
JNIEnv *env,
jclass clazz,
const char *name_str,
const char *sig,
bool is_static,
TRAPS
){
const char *name_to_probe = (name_str == NULL)
? vmSymbols::object_initializer_name()->as_C_string()
: name_str;
TempNewSymbol name = SymbolTable::probe(name_to_probe, (int)strlen(name_to_probe));
TempNewSymbol signature = SymbolTable::probe(sig, (int)strlen(sig)); KlassHandle klass(THREAD,java_lang_Class::as_Klass(JNIHandles::resolve_non_null(clazz))); // 保证java.lang.Class类已经初始化完成
klass()->initialize(CHECK_NULL); Method* m;
if ( name == vmSymbols::object_initializer_name() || 查找的是<init>方法
name == vmSymbols::class_initializer_name() ) { 查找的是<clinit>方法
// 因为要查找的是构造函数,构造函数没有继承特性,所以当前类找不到时不向父类中继续查找
if (klass->oop_is_instance()) {
// find_method()函数不会向上查找
m = InstanceKlass::cast(klass())->find_method(name, signature);
} else {
m = NULL;
}
} else {
// lookup_method()函数会向上查找
m = klass->lookup_method(name, signature);
if (m == NULL && klass->oop_is_instance()) {
m = InstanceKlass::cast(klass())->lookup_method_in_ordered_interfaces(name, signature);
}
}
return m->jmethod_id();
}  

获取Java类中main()方法的jmethod_id。

源代码位置:method.hpp
// Get this method's jmethodID -- allocate if it doesn't exist
jmethodID jmethod_id() {
methodHandle this_h(this);
return InstanceKlass::get_jmethod_id(method_holder(), this_h);
}

调用的InstanceKlass::get_jmethod_id()函数获取唯一ID,关于如何获取或生成ID的过程这里不再详细介绍,有兴趣的自行研究。

在JavaMain()函数中有如下调用:

mainArgs = CreateApplicationArgs(env, argv, argc);

(*env)->CallStaticVoidMethod(env, mainClass, mainID, mainArgs);

通过调用CallStaticVoidMethod()函数来调用Java主类中的main()方法。控制权转移到JavaMainClass.main()方法之中,等JavaMainClass.main()方法返回之后当前线程才接手过来清理和关闭HotSpot VM。

源代码位置:openjdk/hotspot/src/share/vm/prims/jni.cpp 

JNI_ENTRY(void, jni_CallStaticVoidMethod(JNIEnv *env, jclass cls, jmethodID methodID, ...))
va_list args;
va_start(args, methodID);
JavaValue jvalue(T_VOID); JNI_ArgumentPusherVaArg ap(methodID, args);
jni_invoke_static(env, &jvalue, NULL, JNI_STATIC, methodID, &ap, CHECK);
va_end(args);
JNI_END
  

va_list与va_start是变长参数解析时需要用到的宏。将传给Java方法的参数以C的可变长度参数传入后,使用JNI_ArgumentPusherVaArg实例ap是将其封装起来。JNI_ArgumentPusherVaArg类的继承体系如下:

JNI_ArgumentPusherVaArg->JNI_ArgumentPusher->SignatureIterator

调用的jni_invoke_static()函数的实现如下:

// 通过jni的方式调用Java静态方法
static void jni_invoke_static(
JNIEnv *env,
JavaValue* result,
jobject receiver,
JNICallType call_type,
jmethodID method_id,
JNI_ArgumentPusher *args,
TRAPS
){
Method* m = Method::resolve_jmethod_id(method_id);
methodHandle method(THREAD, m); ResourceMark rm(THREAD);
int number_of_parameters = method->size_of_parameters();
// 这里进一步将要传给Java的参数转换为JavaCallArguments对象传下去
JavaCallArguments java_args(number_of_parameters);
args->set_java_argument_object(&java_args); // Fill out(填,填写) JavaCallArguments object
Fingerprinter fp = Fingerprinter(method);
uint64_t x = fp.fingerprint();
args->iterate(x);
// Initialize result type
BasicType bt = args->get_ret_type();
result->set_type(bt); // Invoke the method. Result is returned as oop.
JavaCalls::call(result, method, &java_args, CHECK); // Convert result
if (
result->get_type() == T_OBJECT ||
result->get_type() == T_ARRAY
) {
oop tmp = (oop) result->get_jobject();
jobject jobj = JNIHandles::make_local(env,tmp);
result->set_jobject(jobj);
}
}

通过JavaCalls::call()函数来调用Java主类的main()方法。关于JavaCalls::call()函数大家应该不会陌生,这个函数是怎么建立Java栈帧以及找到Java方法入口在之前详细介绍过。 

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