jdk16 foreign包

学习jdk16的jdk.incubator.foreign包中api，这个包还是在incubator下，本身不打算写啥东西，但是遇到了一个很有意思的用法，这里记录一下。

这个有类似jni，jna的功能，可以调用C函数。这个是jdk16的新方式，调用C函数时，可以传递基础类型，也可以传递地址。

当传递指针时，需要先创建MemorySegment，然后调用address()方法获取地址，这个地址应该是实际内存地址。

就比如传递int数组，创建MemorySegment，分配空间，填充数据

try (MemorySegment segment = MemorySegment.allocateNative(10 * 4)) {
    for (int i = 0 ; i < 10 ; i++) {
       MemoryAccess.setIntAtIndex(segment, i);
    }
}

所以我一开始传递byte[]的话，就需要先创建MemorySegment，然后将数据先拷贝到其中。我就在想，要是能获取到byte[]的实际内存地址，把这个地址传递过去是不是就可以减少一次拷贝操作吗。

百度了一下，还真有获取java对象地址的方法，导入这个包，调用 VM.current().addressOf，就能获取实际物理地址了。

        <dependency>
            <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
            <artifactId>jol-core</artifactId>
            <version>0.15</version>
        </dependency>
        
        
        
        import org.openjdk.jol.vm.VM;
        
        byte[] b1 = new byte[24];
        long address = VM.current().addressOf(b1);

现在获取到一个地址了，下边就是测试把这个地址传递给C函数，C函数从其中获取的内容是否符合预期。
测试代码：
C定义的函数

int getIntFromPoint(void* p){
    return ((int*)p)[0];
}


int getByteFromPoint(void* p) {
    return ((unsigned char*)p)[0];
}

java代码：

    public static void main(String[] args) {
        System.loadLibrary(Core.NATIVE_LIBRARY_NAME);

        Path paths = Path.of("C:\\Users\\h6706\\source\\repos\\screenShot\\x64\\Release\\screenShot.dll");
        MethodHandle getByteFromPoint = CLinker.getInstance().downcallHandle(
                LibraryLookup.ofPath(paths).lookup("getByteFromPoint").get(),
                MethodType.methodType(int.class, MemoryAddress.class),
                FunctionDescriptor.of(CLinker.C_INT, CLinker.C_POINTER)
        );
        MethodHandle getIntFromPoint = CLinker.getInstance().downcallHandle(
                LibraryLookup.ofPath(paths).lookup("getIntFromPoint").get(),
                MethodType.methodType(int.class, MemoryAddress.class),
                FunctionDescriptor.of(CLinker.C_INT, CLinker.C_POINTER)
        );

        byte[] b1 = new byte[24];

        long address = VM.current().addressOf(b1);

        try {
            Field theInternalUnsafe1 = Unsafe.class.getDeclaredField("theInternalUnsafe");
            theInternalUnsafe1.setAccessible(true);
            jdk.internal.misc.Unsafe theInternalUnsafe = (jdk.internal.misc.Unsafe) theInternalUnsafe1.get(null);

            long ARRAY_BASE_OFFSET = theInternalUnsafe.arrayBaseOffset(byte[].class);
            //b[4]设置为3，这里尝试一下java直接操作内存
            theInternalUnsafe.putByte(null, VM.current().addressOf(b1) + ARRAY_BASE_OFFSET + 4, (byte) 3);

            try {
                b1[0] = 8;
                b1[3] = 1;
                 // byte[]也是对象，他也有对象头， 8字节基本信息，4字节指针，4字节数组长度，所有ARRAY_BASE_OFFSET = 16
                int result = (int) getByteFromPoint.invoke(new MemoryAddressImpl(null, address + ARRAY_BASE_OFFSET));
                int result2 = (int) getIntFromPoint.invoke(new MemoryAddressImpl(null, address + ARRAY_BASE_OFFSET));
                System.out.println(result);
                System.out.println(result2);
            } catch (Throwable throwable) {
                throwable.printStackTrace();
            }

            System.out.println(Arrays.toString(b1));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }


    /**
     * 这个获取地址的思路是,调用getInt，
     * 获取array中偏移16字节位置的值，也就是从16位置开始取4字节，其实也就是获取到了Object[0]的值，肯定是一个地址
     * <p>
     * 但这个地址在开启指针压缩的jvm中是还需要再放大8倍才是实际地址
     */
    public static long getAddress(jdk.internal.misc.Unsafe theInternalUnsafe, Object target) {
        Object[] array = new Object[1];
        array[0] = target;
        //这里其实有两个情况，如果jvm开启压缩制作，地址只占有4字节，也可以调用getInt
        long anInt = theInternalUnsafe.getLong(array, 16);
        /**
         * 如果开启指针压缩，则上一步获取的地址并不是实际地址，
         * 指针压缩是，内存被jvm按照8字节（不是8比特）分块，anInt就代表是第几块内存
         *
         * 所以左移3次，放大八倍就可以获得到实际内存地址，当然这里也可能不是3，只是目前在我的电脑上查看是3
         *
         * 至于为啥还要加个0，这个我也不清楚,但好像和调试有关
         *
         * */
        anInt = 0 + (anInt << 3);
        return anInt;
    }

其中getAddress方法是根据VM.current().addressOf源码写的，测试没问题。