Java JNI：使用C从JNI创建Swing窗口

Question

我正在使用JNI调用一个静态的Java方法，该方法创建了一个Swing JFrame并显示它。代码相当简单，Java代码可以独立工作（即java StartAWT可以正常运行），但是当使用JNI从C进行调用时，进程会挂起。

我正在使用Mac OS X 10.8 Mountain Lion上的JDK 1.7.0_09。

这是我用来调用静态方法的C代码：

JavaVM* jvm;
JNIEnv* env = create_vm(&jvm);

jclass class = (*env)->FindClass(env, "StartAWT");
jmethodID method = (*env)->GetStaticMethodID(env, class, "run", "()V");

(*env)->CallStaticVoidMethod(env, class, method);

(*jvm)->DestroyJavaVM(jvm);

StartAWT类的代码如下：

public class StartAWT {

    public static class Starter implements Runnable {
        public void run() {
            System.out.println("Runnning on AWT Queue.");

            JFrame.setDefaultLookAndFeelDecorated(true);
            JFrame frame = new JFrame("That's a frame!");
            JLabel label = new JLabel("A Label");
            frame.getContentPane().add(label);

            frame.pack();
            frame.setVisible(true);
        }
    }

    public static class GUI implements Runnable {
        public void run() {
            try {
                System.out.println("Going to put something on the AWT queue.");
                SwingUtilities.invokeAndWait(new Starter());
            } catch (Exception exc) {
                throw new RuntimeException(exc);
            }
        }
    }

    public static void run() {
        Thread gui = new Thread(new GUI());
        gui.start();
    }
}

当我启动应用程序时，我看到 Going to put something on the AWT queue ，但没有看到 Running on AWT Queue。

我认为我 C 进程中的虚拟机没有 AWT 事件队列，但我也不知道如何设置它来拥有一个（也不确定这是否是原因）。

为了使用 JNI 显示基于 AWT 的 GUI，需要做什么？

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编辑: 我已经插入循环以查看哪些线程是活动的，哪些不是(可以在this gist中看到)。在这个版本中，我在另一个线程中调用了SwingUtilities.invokeAndWait。结果: 主线程是活动的(C)。Java调度的第一个线程(不是主线程)是活动的; 调用invokeAndWait的线程被阻塞(我认为甚至没有返回)，应该在EventQueue上运行的函数甚至没有进入。

我还尝试直接调用SwingUtilities.invokeAndWait，将会得到以下消息:

2013-02-02 13:50:23.629 swing[1883:707] Cocoa AWT: Apple AWT Java VM was loaded on first thread -- can't start AWT. (
    0   liblwawt.dylib                      0x0000000117e87ad0 JNI_OnLoad + 468
    1   libjava.dylib                       0x00000001026076f1      Java_java_lang_ClassLoader_00024NativeLibrary_load + 207
    2   ???                                 0x000000010265af90 0x0 + 4335185808
)

这也是我在StackOverflow上看到的其他问题中所读到的，例如下面评论中建议的那个。然而，我没有找到解决原始问题的方法。或许值得注意的是，在上述消息出现后，主线程仍然存活，即进程既没有死锁也没有崩溃。

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编辑：我在Linux上测试了该代码，结果符合预期。因此，我认为这是与Cocoa AWT有关的Mac OS X问题，但我不知道如何规避它。

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编辑：我还尝试将整个JVM的调用移动到一个新的本地线程上。这在Mac OS X 10.6上使用苹果Java 32位（1.6.0_37）可以工作，但会导致与上述相同的死锁。在Mac OS X 10.8上更糟糕，应用程序会崩溃，并显示唯一的消息“Trace/BPT trap: 5”（这似乎与加载动态库有关）。

我还尝试按此Q&A所述捆绑二进制文件，但启动失败，显示消息lsopenurlswithrole() failed with the message -10810，这是一个未知错误，根据苹果的Launch Services Reference。后者即使不尝试使用AWT也会发生（仅JVM调用失败）。

- scravy

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请参阅此问答。 - trashgod

谢谢，我已经查看了那个问答并尝试了一下我的应用程序；但是最终它还是无法工作（就像其他问题一样，在那里也没有给出解决方案）。 - scravy

我得到了类似的结果；我只是使用了JavaApplicationStub，但我不知道它是如何工作的。我想知道在这里引用的JVM TI是否有任何相关内容。 - trashgod

它在Linux上（Ubuntu 12.04 LTS 32位）完全按预期工作。 - scravy

太好了，我找到了解决方案，请看我的答案。 - scravy

Answer 1

最终我找到了一个解决方案。

问题不在于虚拟机是在哪个线程上创建的，问题在于AWT事件队列是在哪个线程上初始化的。换句话说：当AWT类第一次被加载时，它可能不会在主线程上加载。因此，第一步是在另一个线程上加载（例如）java.awt.Component。

但现在事件队列将被阻塞，因为它将把工作委托给Cocoa主事件队列，而该队列未运行 - 肯定是因为它只会在主线程上运行，而主线程是我的应用程序。因此，需要在主线程上启动主运行循环：

void
runCocoaMain()
{
    void* clazz = objc_getClass("NSApplication");
    void* app = objc_msgSend(clazz, sel_registerName("sharedApplication"));

    objc_msgSend(app, sel_registerName("run"));
}

我需要将我的应用程序与Cocoa框架链接，并包含<objc/objc-runtime.h>。在调用runCocoaMain后主线程会被阻塞（因为事件循环正在那里运行），因此需要另一个线程来处理应用程序本身。

使用上述片段运行EventQueue后，在其他线程上加载AWT类将成功，然后您可以继续进行。

- scravy

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不是很明白。请问“在另一个线程中加载AWT类”是什么意思？ - Sswater Shi

我知道这可能是一个愚蠢的问题，但为什么需要objc_函数？为什么不只使用[object message]符号发送消息？提前感谢您的解释。 - ed22

这是纯C代码，不是Objective-C代码。由于Objective-C曾经只是一个预处理器，所有的Objective-C函数都可以通过使用objc_-函数直接从C中调用。 - scravy

Answer 2

我通过OSX: JavaVM, AWT/Swing and possibly a deadlock的指导解决了类似的问题，即在另一个线程中启动JVM后启动CFRunLoopRun()

- Sswater Shi