将C字符串数组移动到Java空间的更有效方法

Question

假设我有一个包含N个元素的C字符串数组。我的目标是使用JNI将该数组传递给Java函数，并返回一个等长的新字符串数组回到C空间。目前我做如下：

• 使用NewObjectArray以产生长度为N
• 调用NewStringUTF/SetObjectArray N倍的Java对象阵列，至框每个单独的C字符串到Java对象阵列。
• 调用copyStrArr（下面的源代码）。
• 用malloc分配长度为N的（char *）数组。
• 调用GetObjectArrayElement/GetStringUTFChars N次，以从返回的Java Object数组中解开每个单独的Java String。

仅供参考，Java代码看起来是这样的：

public static String[] copyStrArr(String []inArr) 
{ 
    String []outArr = new String[inArr.length]; 
    for(int _i = 0; _i < outArr.length; _i++) { 
     outArr[_i] = inArr[_i]; /* Normally real work would be done here */ 
    } 
    return outArr; 
} 

在“真实”的情况下，实际的工作将里面的for循环来完成，但对于标杆，我们要做的仅仅是副本数据。

对于较大的N值，这很慢。不敬虔缓慢。当从C到Java移动类似大小的整数或双精度数组并返回时，它的运行速度比String []大约快70倍。大约99.5％的时间花在装箱和拆箱数据上。在原始情况下，JNI提供了{Set，Get} ArrayRegion函数，可以将原始数组从C空间批量复制到Java空间并返回，速度更快。

有人建议我使用byte []作为中介，将数据导入Java空间，然后在Java中进行单独的String对象装箱（JVM可以优化事物）。基准测试表明，这比原来的测试表现稍差，将大部分开销转移到Java。部分原因可能是我可能无法在Java中以最优方式拆箱/装箱byte []。我做如下：

• 分配一个充分大的字节[]与NewByteArray
• 调用SetByteArrayRegion N次来填充字节[]
• 调用copyBytArray（下面源）
• 调用GetByteArrayRegion和复制整个结果返回C空间
• 分配一个足够大的数组（char *）
• 将N个字符串中的每一个从结果中复制到新分配的数组中。

我的Java代码如下所示：

public static byte[] copyBytArr(byte []inArr) 
{ 
    String[] tokInArr = new String(inArr, UTF8_CHARSET).split("\0"); 
    String []tokOutArr = new String[tokInArr.length]; 
    int len = 0; 
    for(int _i = 0; _i < tokOutArr.length; _i++) { 
     tokOutArr[_i] = tokInArr[_i]; /* Normally real work would be done here */ 
     len += (tokInArr[_i].length() + 1); 
    } 
    byte[] outArr = new byte[len]; 
    int _j = 0; 
    for(int _i = 0; _i < tokOutArr.length; _i++) { 
     byte[] bytes = tokOutArr[_i].getBytes(UTF8_CHARSET); 
     for(int _k = 0; _k < bytes.length; _k++) { 
      outArr[_j++] = bytes[_k]; 
     } 
     outArr[_j++] = '\0'; 
    } 
    return outArr; 
} 

在这个测试的开销约55％是在Java中度过的，其余的则花在装箱/拆箱。

有人提出我的一些开销与我在C中使用UTF-8数据有关，因为Java使用UTF-16。这是不可避免的。

有没有人有任何想法，我可能会更有效地去做这件事？

Answer 1

我认为你的问题是分配很多字符串对象。为了获得真正的性能，您只需要交换大字节[]并使用Wrapper Classes“指向”字符串数组进行字符串处理。只要你从C字符[]来回创建字符串对象，你就不会得到真正的吞吐量。

FST正在做一些与“StructString”类相似的操作来处理byte []数据，而不需要创建“真实”对象。

要进一步加速数据交换，您可能需要使用内存映射文件创建共享内存，并通过不安全或ByteBuffers访问此内存。