OSX：JavaVM、AWT/Swing 和可能的死锁答案

【问题标题】：OSX: JavaVM, AWT/Swing and possibly a deadlockOSX：JavaVM、AWT/Swing 和可能的死锁
【发布时间】：2012-02-03 18:15:27
【问题描述】：

我对 Java 编程真的很陌生，因此如果这听起来像一个愚蠢的问题，我提前道歉。

我正在尝试构建一个用纯 C 编写的简单应用程序，它必须创建一个 JavaVM，然后通过加载基于 AWT/Swing 的 java 代码来创建一个新窗口。

根据this 技术说明，我了解到，仅在 Mac OSX 中，JavaVM 必须从不同于主线程的线程调用，以便能够创建基于 AWT 的 GUI。

因此，在我的 C 应用程序的 main 函数中，我创建了一个新线程来执行所有操作，从创建 javaVM 到创建 GUI。

由于应用程序实际上并不那么简单，我将发布一个简化版本。

主要功能：

int main(int argc, char** argv)
{

    // Run-time loading of JavaVM framework

    void *result;

    result = dlopen("/System/Library/Frameworks/JavaVM.framework/JavaVM", RTLD_LAZY);
    if (!result) {
        printf("can't open library JavaVM: %s\n", dlerror());
    }
    else {
        printf("library JavaVM loaded\n");
    }

    /* Start the thread that runs the VM. */
    pthread_t vmthread;

    // create a new pthread copying the stack size of the primordial pthread
    struct rlimit limit;
    size_t stack_size = 0;
    int rc = getrlimit(RLIMIT_STACK, &limit);
    if (rc == 0) {
        if (limit.rlim_cur != 0LL) {
            stack_size = (size_t)limit.rlim_cur;
        }
    }


    pthread_attr_t thread_attr;
    pthread_attr_init(&thread_attr);
    pthread_attr_setscope(&thread_attr, PTHREAD_SCOPE_SYSTEM);
    pthread_attr_setdetachstate(&thread_attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
    if (stack_size > 0) {
        pthread_attr_setstacksize(&thread_attr, stack_size);
    }


    /* Start the thread that we will start the JVM on. */
    pthread_create(&vmthread, &thread_attr, startJava, (void *)&thread_data_struct);
    pthread_attr_destroy(&thread_attr);

    pthread_exit(NULL);

    return 0;
}

线程函数：

void *startJava(void *jvm_lib)
{

    JavaVMInitArgs args;

    const char* classpath = getenv("CLASSPATH");

    // determine classpath
    char* classpath_opt = str_printf("-Djava.class.path=%s", classpath);

    JavaVMOption* option = malloc(sizeof(JavaVMOption) * 2);
    option[0].optionString = classpath_opt;
    option[1].optionString = str_printf("-verbose:jni");    

    args.version = JNI_VERSION_1_6;
    args.nOptions = 2;
    args.options = option;
    args.ignoreUnrecognized = JNI_FALSE; // don't ignore unrecognized options

    fptr_JNI_CreateJavaVM JNI_CreateJavaVM_fp = (fptr_JNI_CreateJavaVM)dl_dlsym(jvm_lib,
            "JNI_CreateJavaVM");

    int result = JNI_CreateJavaVM_fp(&jvm, (void**) &env, &args);
    free(option);
    free(classpath_opt);

    // launch java code
    jclass init_class = (*env)->FindClass(env, "org/classes/Loader");

    jmethodID load_id = (*env)->GetStaticMethodID(env, init_class, "Load",
        "(Ljava/lang/String;Lorg/classes/stuff;J)V");

    (*env)->CallStaticVoidMethod(env, init_class, load_id);
}

Java 代码：（已更新）

package org.classes;

import java.awt.AWTException;
import java.awt.Component;
import java.awt.Frame;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.awt.EventQueue;

public class Loader {
    public static void Load(String baseDir, Stuff stuff, long nativePointer)
    {
      EventQueue.invokeLater(new Runnable() {
      public void run() {
              System.loadLibrary("drawingHelperLibrary");

              ...
              ...
              ...

              // start test window
              Frame frame = new Frame();
              frame.setSize(640,480);
              frame.setLocation(50, 50);
              frame.setVisible(true);

              }
       });
     }
}

上述所有代码都成功执行，除了导致死锁或类似情况的窗口的创建，因为终端保持忙碌而没有任何 CPU 使用，并且两个线程都保持活动状态。

如果我注释掉有关创建窗口的行，应用程序将成功执行并退出。

这是 jstack 的输出：

Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (20.4-b02-402 mixed mode):

"Attach Listener" daemon prio=9 tid=1040b1800 nid=0x11b888000 waiting on condition [00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Low Memory Detector" daemon prio=5 tid=103806000 nid=0x10b137000 runnable [00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"C2 CompilerThread1" daemon prio=9 tid=103805800 nid=0x10b034000 waiting on condition [00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"C2 CompilerThread0" daemon prio=9 tid=103804800 nid=0x10af31000 waiting on condition [00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Signal Dispatcher" daemon prio=9 tid=103804000 nid=0x10ae2e000 runnable [00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Surrogate Locker Thread (Concurrent GC)" daemon prio=5 tid=103803000 nid=0x10ad2b000 waiting on condition [00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Finalizer" daemon prio=8 tid=10409b800 nid=0x10ac28000 in Object.wait() [10ac27000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
    at java.lang.Object.wait(Native Method)
    - waiting on <7f3001300> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
    at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:118)
    - locked <7f3001300> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
    at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:134)
    at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:159)

"Reference Handler" daemon prio=10 tid=10409b000 nid=0x10ab25000 in Object.wait() [10ab24000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
    at java.lang.Object.wait(Native Method)
    - waiting on <7f30011d8> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
    at java.lang.Object.wait(Object.java:485)
    at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:116)
    - locked <7f30011d8> (a java.lang.ref.Reference$Lock)

"main" prio=5 tid=104000800 nid=0x10048d000 runnable [10048a000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE
    at java.lang.ClassLoader$NativeLibrary.load(Native Method)
    at java.lang.ClassLoader.loadLibrary0(ClassLoader.java:1827)
    - locked <7f30010a8> (a java.util.Vector)
    - locked <7f3001100> (a java.util.Vector)
    at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1724)
    at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:823)
    - locked <7f3004e90> (a java.lang.Runtime)
    at java.lang.System.loadLibrary(System.java:1045)
    at sun.security.action.LoadLibraryAction.run(LoadLibraryAction.java:50)
    at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)
    at sun.awt.NativeLibLoader.loadLibraries(NativeLibLoader.java:38)
    at sun.awt.DebugHelper.<clinit>(DebugHelper.java:29)
    at java.awt.Component.<clinit>(Component.java:566)
    at org.classes.Loader.Load(Loader.java:69)

"VM Thread" prio=9 tid=104096000 nid=0x10aa22000 runnable 

"Gang worker#0 (Parallel GC Threads)" prio=9 tid=104002000 nid=0x103504000 runnable 

"Gang worker#1 (Parallel GC Threads)" prio=9 tid=104002800 nid=0x103607000 runnable 

"Concurrent Mark-Sweep GC Thread" prio=9 tid=10404d000 nid=0x10a6f0000 runnable 
"VM Periodic Task Thread" prio=10 tid=103817800 nid=0x10b23a000 waiting on condition 

"Exception Catcher Thread" prio=10 tid=104001800 nid=0x103401000 runnable 
JNI global references: 913

我真的不知道我还能做什么。也许这是一个愚蠢的错误，但我对这种 Java-C 组合不够熟练，因为这是我第一次看到它。

更新：我已经更新了java代码（感谢trashgod），但它仍然不起作用。我错过了什么吗？

【问题讨论】：

标签： java c macos swing java-native-interface

【解决方案1】：

按照example，除非您使用 Cocoa，否则您不需要在 C 端使用单独的线程。您确实需要使用invokeLater() 在event dispatch thread 上构建您的Java GUI。

【讨论】：

如果我不创建单独的线程，我会收到错误消息：Apple AWT Java VM 已在第一个线程上加载——无法启动 AWT。无法启动 AWT，因为 Java 是在第一个线程上启动的。确保 StartOnFirstThread 未在您的应用程序的 Info.plist 中指定关于事件调度线程，我昨天已经实现了它，但没有成功。也许我犯了一些错误..我将进一步阅读您发布的链接，然后发布修改后的代码。非常感谢您的回答。
我已经更新了 java 代码，添加了 invokeLater() 但没有任何改变。我是否以错误的方式实现它？
我看不到。我重新运行了我的测试，我收到了一个类似的错误：“Apple AWT Java VM 已在第一个线程上加载——无法启动 AWT。遗憾的是，我没有看到有用的 workaround。任何机会你都可以开始GUI 和然后加载 C 库？
绕过 Apple AWT 错误的唯一方法是在单独的线程上启动 Java VM。这就是我从一开始就做的，并且有效。 Java VM 已正确创建并可以正常执行字节码。我无法解决的是启动 GUI，行为很奇怪。如果我不使用invokeLater()，java 代码会在Frame frame = new Frame(); 之前执行，然后它（可能）会死锁。如果我使用invokeLater()（如上面的代码），则根本不会调用整个Load 方法，并且在调用Load 方法后应用程序（可能）会死锁。
关于加载 C 库的内容，没有任何区别。我什至无法加载它，问题仍然存在。

【解决方案2】：

通过查看 Eclipse 项目如何创建其启动器，我能够解决此问题。您需要为 JVM 生成一个单独的线程，但 main 方法需要启动 CFRunLoop。

对于您的特定实施，可能还有一些额外的细节，但在我们的案例中，类似的东西目前正在发挥作用：

...
#include <CoreServices/CoreServices.h>

static void dummyCallback(void * info) {}
...

...
if (stack_size > 0) {
    pthread_attr_setstacksize(&thread_attr, stack_size);
}

CFRunLoopRef loopRef = CFRunLoopGetCurrent();

/* Start the thread that we will start the JVM on. */
pthread_create(&vmthread, &thread_attr, startJava, (void *)&thread_data_struct);
pthread_attr_destroy(&thread_attr);

CFRunLoopSourceContext sourceContext = { 
   .version = 0, .info = NULL, .retain = NULL, .release = NULL,
   .copyDescription = NULL, .equal = NULL, .hash = NULL, 
   .schedule = NULL, .cancel = NULL, .perform = &dummyCallback };

CFRunLoopSourceRef sourceRef = CFRunLoopSourceCreate(NULL, 0, &sourceContext);
CFRunLoopAddSource(loopRef, sourceRef,  kCFRunLoopCommonModes);        
CFRunLoopRun();
CFRelease(sourceRef);
...

您可以在此处查看 Eclipse 实现：

http://git.eclipse.org/c/equinox/rt.equinox.framework.git

【讨论】：

感谢提示，但对应的链接选项是什么？
好的，谢谢，我自己找到了：-framework CoreFoundation

【解决方案3】：

我有同样的问题，如果我在 AWT 之前加载我的本机库，那么它就会挂起。解决方案是在加载我的本地库之前加载 AWT 本地库。

ColorModel.getRGBdefault(); //static code in ColorModel loads AWT native library
System.loadLibrary("MyLibrary"); //then load your native code

【讨论】：

【解决方案4】：

这实际上并没有解决原始发帖人的问题，但我在尝试解决类似问题时找到了他/她的帖子。就我而言，我需要启动一个 c++ 程序，并让它调用一个用 Java 编写的成像库。该库使用了一些 awt 类，所以我看到了死锁问题，即使我没有在 Java 代码中创建 UI。

另外，我想在不同平台上编译相同的 c++ 代码，所以避免使用 Cocoa。

因为我不需要创建 Java UI，所以当它从 c++ 代码启动时，我可以将“-Djava.awt.headless=true”作为选项添加到 jvm。

我想发布这个，以防遇到类似情况的其他人偶然发现这个帖子寻找答案。

【讨论】：

你能再解释一下吗？