服务器程序的Xamarin-Java.Interop体验(二)

原本以为会比较容易跑起来demo,但其实还是我太单纯了。

那么今天来介绍一下单纯的在C#中调用Java代码段的一些解读。这样,意味着我们在本文中会直接调用Java的类,而不会在C#中进行继承、重写等。

此时需要考虑用到两个工具:class-parse和generator。

class-parse通过读取jar包字节码,推导出每个类的public、protected方法、字段,并以XML的格式输出。此工具基本上没有太大问题,可以直接使用;当然了,你不会在C#里用java的Stream API吧,所以可以考虑改一下源码来手动去掉stream api。

generator通过读取上述工具生成的XML和部分引用程序集来生成对应的.cs文件。这个工具似乎官方的进度还不够快,有很多老旧的类名称、方法都没有修改(例如JNIEnv、RegisterAttribute、JniHandleOwnership等)需要魔改后才能正式用起来。https://github.com/yang-er/java-interop 这里提供了我自己魔改的结果,不保证运行正确性、与最终发布时的设计的一致性啊~

上述程序运行完了以后,你会获得一个一串.cs文件,然后编译之后就可以在你的C#程序里运行了。注意由于截止目前还没有支持coreclr,请使用TargetFramework = net472编译,并在linux/macos上用mono运行。另外直接根据rt.jar编译出来的文件需要进行一些修改(例如让Java.Lang.Object继承于Java.Interop.JavaObject,让Java.Lang.Throwable继承于Java.Interop.JavaException)

互操作基本方法

generator将对应类的字段、函数,生成对应的JNI调用代码,C#运行时调用这个函数就会通过JNI访问Java的对应功能。

  • 每个函数都会翻译出来四个部分:
    • 一个cb_XXXX的Delegate,用于缓存互操作的时候Java的callback,在继承和重写中需要使用。
    • 一个GetXXXXHandler,用于获取或创建上述callback的委托。
    • 一个n_XXXXX_函数,是提供上述回调类似于C++的方式访问(函数签名都是IntPtr、int等基础值类型),在C#中获取对应对象并进行调用。
    • 一个对应的函数,会将传参列表转换成jvalue*数组,然后通过JniPeerMember缓存的方法信息进行调用。
  • 普通的字段会被生成成为具有getter和setter的属性

  • 具有getXXX(),setXXX(value)的一对函数也会被翻译成属性

  • Listener、Observer之类的东西则会被翻译成事件、EventArgs等

  • 抽象类、接口会生成对应的Invoker,如果C#中没有注册返回对象实际对应类型,则会使用这些Invoker来提供一个假的C#实现,否则哪来的类来调用Java方法呢(雾)

一些细节和讨论

设计是否正确?

是否有必要将get和set对翻译成属性?我个人的观点是:只翻译成对应的函数,然后提供一个属性来访问对应函数。显然这些get和set也可能被virtual override,而重写属性的话代码就会长得比较丑了。

另外对有些类型的返回处理是否有必要?例如java.lang.String和System.String之间是否有必要每次调用都转换?数组直接返回JavaArray不也挺好?有必要将java.util.Collection,java.util.Set等翻译成System.Collections.ICollection吗?虽然生成的代码更C#了,但是实际上似乎会比较影响GC和性能吧?我个人持怀疑态度。

IJavaPeerable

目前与Xamarin.Android一个很大的变化是,他们决定废弃JNIEnv这个不伦不类的类,改为使用JniEnvironment这个进行良好的整理的类。所以类的生成内容都有变化。原来的JniEnv中提供了直接对IntPtr操作的类,现在由JniObjectReference提供对应的方法来复制,整理的更加“干净”。

在Xamarin团队决定将互操作支持带到桌面上的时候,他们一开始使用了SafeHandle来代替原来的IntPtr,但是发现性能下降明显,所以后期他们全部改成了JniObjectReference。目前的generator大部分还都返回IntPtr+JniHandleOwnership,你需要改成ref JniObjectReference+JniObjectReferenceOptions。

除此之外,与初代实现的不同一点是,

类型系统相容性

显然Java中,Throwable是继承于Object的,但是如果想在C#中强类型处理Java异常,Throwable就不能再继承于Object了,除非之后CLR规范修改(雾)

另外目前的Generator生成出来的并没有泛型,全部都是平铺直叙的类。如果想支持C#那样的泛型,需要后期他们继续增加支持,目前你需要自己写一些胶水代码(继承、重写、cast)来“支持”。

另外Java还支持重写某函数以后返回比父类更具体的子类类型,这一点C#是不支持的,所以你可能需要修改生成的胶水代码才能编译。

性能

这套框架走JNI,所以其实性能其实不会太差?但是需要注意的是,这套框架目前翻译Java数组、CharSequence的时候,会有Java数组内容复制到C#数组,和C#数组内容复制到Java数组里,这两个过程,你需要非常小心,尽量在胶水中少使用数组,多使用ArrayList等。

完成进度

我怎么总觉得按他们的速度,这个功能会跳票啊?(大雾)

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