Java Native Interface 偷偷摸摸的分叉行为答案

【问题标题】：Java Native Interface sneaky forking behaviorJava Native Interface 偷偷摸摸的分叉行为
【发布时间】：2021-02-09 15:29:02
【问题描述】：

在非常长时间的寻找和一个相关的错误之后，我遇到了这种奇怪的行为：

如果在 Linux 上我运行一个 JNI 方法来执行 select:

JNIEXPORT void JNICALL Java_SelectJNI_select(JNIEnv *env, jobject thisObj) {
  // Print the curerent PID
  fprintf(stderr, "PID: %d\n", getpid());

  // Wait for 30 seconds
  struct timeval *timeout = (struct timeval *) calloc(1, sizeof(struct timeval));
  timeout->tv_sec = 30;
  timeout->tv_usec = 0;
  select(0, NULL, NULL, NULL, timeout);

  return;
}

然后我使用 strace 运行可执行文件，select 不是使用我打印的 PID 执行的，而是使用孩子的 PID 执行的，原始对象实际上在互斥体上等待（如果我在一个普通的小 C 程序中执行相同的调用）。

说strace -f -o strace_output.txt java SelectJNI 打印：

PID: 46811

然后grep select\( strace_output.txt 将返回：

46812 select(0, NULL, NULL, NULL, {tv_sec=30, tv_usec=0} <unfinished ...>

我的猜测是 JNI 正在分叉，并且在某种程度上用自己的包装版本替换了原始选择，可能是为了保持响应。

我有很多问题，但我更关心的是：

我的假设正确吗？ JNI 替换我脚下的函数？
此行为是否记录在某处？
调用实际选择的进程似乎总是第一个子进程。我可以依靠吗？如果没有，我如何找出select 实际运行的位置？

【问题讨论】：

您是否确认父级没有立即分叉以设置 JVM 中预期的许多线程？
我可能没听懂你的话，但我不认为是这样的：如果父母已经分叉了，那么printf报告的pid和in strace 将是相同的。
令我惊讶的是，该进程似乎在 fprintf 之后分叉或委托选择调用，即调用 select 时。不过，也许我没听懂你的话。
如果我没记错的话，strace 输出中的 46812 是 TID，而不是 PID。而是打印gettid 的结果。
@Rick77 跑题了，但你可以用grep select\( 代替strace -f -e select ...

标签： java java-native-interface fork

【解决方案1】：

JVM 可能确实分叉，但它这样做是为了创建新的 JVM 线程，而不是整个进程。虽然 46811 是 PID，但实际运行相关代码的线程具有 TID 46812（这是 strace 打印的内容），同时仍在PID 46811 下运行。将getpid 替换为gettid样本应该导致一致的输出。

【讨论】：

谢谢@nanofarad，我可以在打印gettid() 结果后确认是这种情况。不过，我有点惊讶（在一个更复杂的示例中）我能够通过使用 TID 而不是 PID 向进程发送 SIGINT：“kill”是否也适用于 TID？
@Rick77 可以使用进程中的任何 TID (ref) 将信号路由到进程，但哪个线程处理信号取决于信号是每个进程、每个线程等（请参阅链接参考）

【解决方案2】：

我想详细说明@nanofarad 接受的答案，并明确解决我自己问题的 3 点。

我的猜测是 JNI 正在分叉，并且在某种程度上取代了带有自己包装版本的原始选择，可能会保留反应灵敏。 [...]

我的假设正确吗？ JNI 替换我脚下的函数？

不，不是。

JNI 执行的select 没有什么特别之处。

JNI 将其替换为“分叉进程”的假设是错误的：我只是将strace 打印的 TID 误解为 PID。

JNI 只是在 Java 线程中执行 strace。

此行为是否记录在某处？

不需要：因为 JNI 调用是在调用 Java 线程中执行的，所以没有什么可写的。

调用实际选择的进程似乎总是第一个子进程的进程（等等...）

这是第一个派生线程的 TID，似乎总是等于 PID + 1，但我是一个可能的行为（Java 线程是在运行时启动后立即创建的），它不一定是。

【讨论】：