学习一下如何在 Native 代码中使用线程。
Native 中支持的线程标准是 POSIX 线程，它定义了一套创建和操作线程的 API 。
我们可以在 Native 代码中使用 POSIX 线程，就相当于使用一个库一样，首先需要包含这个库的头文件：
1#include<pthread.h>
这个头文件中定义了很多和线程相关的函数，这里就暂时使用到了其中部分内容。

创建线程

POSIX 创建线程的函数如下：
1intpthread_create
(

2pthread_t
* __pthread_ptr, 

3pthread_attr_tconst
* __attr, 

4void
* (*__start_routine)
(void*)
, 

5void
* arg)
;

它的参数对应如下：
  • __pthread_ptr 为指向 pthread_t 类型变量的指针，用它代表返回线程的句柄。
  • __attr 为指向 pthread_attr_t 结构的指针，可以通过该结构来指定新线程的一些属性，比如栈大小、调度优先级等，具体看 pthread_attr_t 结构的内容。如果没有特殊要求，可使用默认值，把该变量取值为 NULL 。
  • 第三个参数为该线程启动程序的函数指针，也就是线程启动时要执行的那个方法，类似于 Java Runnable 中的 run 方法，它的函数签名格式如下：
1void
* 
start_routine(void* args)
2
启动程序将线程参数看成 void 指针，返回 void 指针类型结果。
  • 第四个参数为线程启动程序的参数，也就是函数的参数，如果不需要传递参数，它可以为 NULL 。
pthread_create 函数如果执行成功了则返回 0 ，如果返回其他错误代码。
接下来，我们可以体验一下 pthread_create 方法创建线程。
首先，创建线程启动时运行的函数：
1void *printThreadHello(void *)
;

2void *printThreadHello(void *)
{

3
    LOGD(
"hello thread"
);

4// 切记要有返回值
5returnNULL
;

6
}

要注意线程启动函数是要有返回值的，没有返回值就直接崩溃了。
另外这个函数一旦 pthread_create 调用了，它就会立即执行。
接下来创建线程：
1
JNIEXPORT 
void
 JNICALL

2Java_com_glumes_cppso_jnioperations_ThreadOps_createNativeThread(JNIEnv *, jobject)
{

3pthread_t
 handles; 
// 线程句柄
4int
 result = pthread_create(&handles, 
NULL
, printThreadHello, 
NULL
);

5if
 (result != 
0
) {

6
        LOGD(
"create thread failed"
);

7
    } 
else
 {

8
        LOGD(
"create thread success"
);

9
    }

10
}

由于没有给该线程设置属性，并且线程运行函数也不需要参数，就都直接设置为了 NULL，那么上面那段程序就可以执行了，并且 printThreadHello 函数是运行在新的线程中的。

将线程附着在 Java 虚拟机上

在上面的线程启动函数中，只是简单的执行了打印 log 的操作，如果想要执行和 Java 相关的操作，比如从 JNI 调用 Java 的函数等等，那就需要用到 Java 虚拟机环境了，也就是用到 JNIEnv 指针，毕竟所有的调用函数都是以它开头的。
pthread_create 创建的线程是一个 C++ 中的线程，虚拟机并不能识别它们，为了和 Java 空间交互，需要先把 POSIX 线程附着到 Java 虚拟机上，然后就可以获得当前线程的 JNIEnv 指针，因为 JNIEnv 指针只是在当前线程中有效。
通过 AttachCurrentThread 方法可以将当前线程附着到 Java 虚拟机上，并且可以获得 JNIEnv 指针。
AttachCurrentThread 方法是由 JavaVM 指针调用的，它代表的是 Java 虚拟机接口指针，可以在 JNI_OnLoad 加载时来获得，通过全局变量保存起来
1static
 JavaVM *gVm = 
NULL
;

2JNIEXPORT int JNICALL JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved)
{

3
    JNIEnv *env;

4if
 (vm->GetEnv((
void
 **) &env, JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK) {

5return
 JNI_ERR;

6
    }

7
    gVm = vm;

8return
 JNI_VERSION_1_6;

9
}

当通过 AttachCurrentThread 方法将线程附着当 Java 虚拟机上后，还需要将该线程从 Java 虚拟机上分离，通过 DetachCurrentThread 方法，这两个方法是要同时使用的，否则会带来 BUG 。
具体使用如下：
首先在 Java 中定义在 C++ 线程中回调的方法，主要就是打印线程名字：
1privatevoidprintThreadName()
{

2
        LogUtil.Companion.d(
"print thread name current thread name is "
 + Thread.currentThread().getName());

3
            Thread.sleep(
5000
);

4
    }

然后定义 Native 线程中运行的方法：
1void *run(void *)
;

2void *run(void *args)
{

3
    JNIEnv *env = 
NULL
;

4// 将当前线程添加到 Java 虚拟机上
5// 假设有参数传递
6
    ThreadRunArgs *threadRunArgs = (ThreadRunArgs *) args;

7if
 (gVm->AttachCurrentThread(&env, 
NULL
) == 
0
) {

8// 回调 Java 的方法，打印当前线程 id ，发现不是主线程就对了
9
        env->CallVoidMethod(gObj, printThreadName);

10// 从 Java 虚拟机上分离当前线程
11
        gVm->DetachCurrentThread();  

12
    }

13return
 (
void
 *) threadRunArgs->result;

14
}

最后创建线程并运行方法：
1// 创建传递的参数
2
        ThreadRunArgs *threadRunArgs = 
new
 ThreadRunArgs();

3
        threadRunArgs->id = i;

4
        threadRunArgs->result = i * i;

5// 运行线程
6int
 result = pthread_create(&handles, 
NULL
, run, (
void
 *) threadRunArgs);

通过这样的调用，就可以在 Native 线程中调用 Java 相关的函数了。

等待线程返回结果

前面提到在线程运行函数中必须要有返回值，最开始只是返回了一个空指针 NULL ，并且在某个方法里面开启了新线程，新线程运行后，该方法也就立即返回退出，执行完了。
现在，还可以在该方法里等待线程执行完毕后，拿到线程执行完的结果之后再推出。
通过 pthread_join 方法可以等待线程终止。
1intpthread_join(pthread_t __pthread, void** __return_value_ptr)
;

其中：
  • __pthread 代表创建线程的句柄
  • __return_value_ptr 代表线程运行函数返回的结果
使用如下：
1for
 (
int
 i = 
0
; i < num; ++i) {

2pthread_t
 pthread;

3// 创建线程，
4int
 result = pthread_create(&handles[i], 
NULL
, run, (
void
 *) threadRunArgs);

5
        }

6
    }

7for
 (
int
 i = 
0
; i < num; ++i) {

8void
 *result = 
NULL
; 
// 线程执行返回结果
9// 等待线程执行结束
10if
 (pthread_join(handles[i], &result) != 
0
) {

11
            throwByName(env, runtimeException, 
"Unable to join thread"
);

12
        } 
else
 {

13
            LOGD(
"return value is %d"
,result);

14
        }

15
    }

如果 pthread_join 返回为 0 代表执行成功，非 0 则执行失败。
具体的代码示例可以参考我的 Github 项目，欢迎 Star 。
https://github.com/glumes/AndroidDevWithCpp
JNI 学习系列文章：
  1. Android JNI 中的引用管理
  2. Android JNI 调用时的异常处理
  3. Android JNI 基础知识
  4. Android  JNI 调用时缓存字段和方法 ID
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