Android jni/ndk编程五：jni异常处理

Posted 2020-09-19 chenxibobo

在Java的编程中，我们经常会遇到各种的异常，也会处理各种的异常。处理异常在java中非常简单，我们通常会使用try-catch-finally来处理，也可以使用throw简单抛出一个异常。那么在jni编程的时候我们又是如何处理异常的呢？

异常处理流程

jni规范已经给我们做好了所有需要做的事情。回想一下处理异常的过程：

1. 我们首先要在有可能产生异常的地方检测异常
2. 处理异常 
   是的，我觉得异常的处理就是可以简单的总结为两步，在异常处理中我们通常会打印栈信息等。在jni编程中，异常处理的思路应该也与之类似，过程可用下图表示： 
    
   在jni中我么需要手动清除异常。因此，jni中异常的处理应该严格遵循：检查->处理->清除的流程，在图中我把清除也认为是处理的其中一步了。

JNI中异常处理函数

jni.h中有如下相关的函数的定义：

    jint        (*Throw)(JNIEnv*, jthrowable);
    jint        (*ThrowNew)(JNIEnv *, jclass, const char *);
    jthrowable  (*ExceptionOccurred)(JNIEnv*);
    void        (*ExceptionDescribe)(JNIEnv*);
    void        (*ExceptionClear)(JNIEnv*);
    void        (*FatalError)(JNIEnv*, const char*);

此外，还有一个函数和他们没放在一起：

    jboolean    (*ExceptionCheck)(JNIEnv*);

单从名字上我们可以知道用于检测异常的发生的函数有：

• (ExceptionCheck)(JNIEnv);
• (ExceptionOccurred)(JNIEnv); 
  用于清理异常的有：
• (ExceptionClear)(JNIEnv); 
  用于跑出异常的有：
• (Throw)(JNIEnv, jthrowable);
• (ThrowNew)(JNIEnv , jclass, const char *);
• (FatalError)(JNIEnv, const char*); 
  下面对以上函数做一个简单的介绍： 
  1> ExceptionCheck：检查是否发生了异常，若有异常返回JNI_TRUE，否则返回JNI_FALSE 
  2> ExceptionOccurred：检查是否发生了异常，若用异常返回该异常的引用，否则返回NULL 
  3> ExceptionDescribe：打印异常的堆栈信息 
  4> ExceptionClear：清除异常堆栈信息 
  5> ThrowNew：在当前线程触发一个异常，并自定义输出异常信息 
  6> Throw：丢弃一个现有的异常对象，在当前线程触发一个新的异常 
  7> FatalError：致命异常，用于输出一个异常信息，并终止当前VM实例（即退出程序）

测试异常

根据以上总结，我们写如下功能的测试代码： 
native调用java中的方法，java中的方法抛出异常，我们在native中检测异常，检测到后抛出native中的异常，并清理异常。

c代码

void native_catchException(JNIEnv *env, jobject obj)
{
    jthrowable exc;
    jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, obj);
    jmethodID mid =(*env)->GetMethodID(env, cls, "callbackException", "()V");
    if (mid == NULL) {
        return;
    }
    (*env)->CallVoidMethod(env, obj, mid);
    exc = (*env)->ExceptionOccurred(env);
    if (exc) {
        jclass newExcCls;
        (*env)->ExceptionDescribe(env);
        (*env)->ExceptionClear(env);
        newExcCls = (*env)->FindClass(env,"java/lang/IllegalArgumentException");
        if (newExcCls == NULL) {
            /* Unable to find the exception class, give up. */
            return;
        }
        (*env)->ThrowNew(env, newExcCls, "thrown from C code");
    }
}



static JNINativeMethod gMethods[] = {  
...
{"exception","()V",(void *)native_catchException},
};  

代码的其他部分请参看之前的章节。

java代码

    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        textView = (TextView) findViewById(R.id.text);
        try {
            exception();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("In Java:\n\t" + e);
        }
    }
    private native void exception() throws IllegalArgumentException;
    private void callbackException() throws NullPointerException {
        throw new NullPointerException("MainActivity.callbackException");
    }

输出

09-26 10:58:50.012 23934-23934/com.jinwei.jnitesthello W/System.err: java.lang.NullPointerException: MainActivity.callbackException
09-26 10:58:50.012 23934-23934/com.jinwei.jnitesthello W/System.err:     at com.jinwei.jnitesthello.MainActivity.callbackException(MainActivity.java:24)
09-26 10:58:50.012 23934-23934/com.jinwei.jnitesthello W/System.err:     at com.jinwei.jnitesthello.MainActivity.exception(Native Method)
09-26 10:58:50.012 23934-23934/com.jinwei.jnitesthello W/System.err:     at com.jinwei.jnitesthello.MainActivity.onCreate(MainActivity.java:32)
09-26 10:58:50.013 23934-23934/com.jinwei.jnitesthello W/System.err:     at android.app.Activity.performCreate(Activity.java:6299)
09-26 10:58:50.013 23934-23934/com.jinwei.jnitesthello W/System.err:     at android.app.Instrumentation.callActivityOnCreate(Instrumentation.java:1107)
09-26 10:58:50.013 23934-23934/com.jinwei.jnitesthello W/System.err:     at android.app.ActivityThread.performLaunchActivity(ActivityThread.java:2369)
09-26 10:58:50.013 23934-23934/com.jinwei.jnitesthello W/System.err:     at android.app.ActivityThread.handleLaunchActivity(ActivityThread.java:2476)
09-26 10:58:50.013 23934-23934/com.jinwei.jnitesthello W/System.err:     at android.app.ActivityThread.-wrap11(ActivityThread.java)
09-26 10:58:50.013 23934-23934/com.jinwei.jnitesthello W/System.err:     at android.app.ActivityThread$H.handleMessage(ActivityThread.java:1344)
09-26 10:58:50.013 23934-23934/com.jinwei.jnitesthello W/System.err:     at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:102)
09-26 10:58:50.013 23934-23934/com.jinwei.jnitesthello W/System.err:     at android.os.Looper.loop(Looper.java:148)
09-26 10:58:50.013 23934-23934/com.jinwei.jnitesthello W/System.err:     at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:5417)
09-26 10:58:50.013 23934-23934/com.jinwei.jnitesthello W/System.err:     at java.lang.reflect.Method.invoke(Native Method)
09-26 10:58:50.013 23934-23934/com.jinwei.jnitesthello W/System.err:     at com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller.run(ZygoteInit.java:731)
09-26 10:58:50.013 23934-23934/com.jinwei.jnitesthello W/System.err:     at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:621)
09-26 10:58:50.013 23934-23934/com.jinwei.jnitesthello I/System.out: In Java:
09-26 10:58:50.013 23934-23934/com.jinwei.jnitesthello I/System.out:    java.lang.IllegalArgumentException: thrown from C code

从输出中我们看到c代码中使用:(*env)->ThrowNew(env, newExcCls, “thrown from C code”);这行代码跑出了异常。然后java中的异常处理函数打印了栈的信息。

工具函数

JNI中抛异常很经典：找异常类，调用ThrowNew抛出之；所以，可以写一个工具函数。

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);
}