Android JNI 原生代码中的 C++ 对象是否会调用垃圾回收？

问：

所以，我有一个概念性的问题。我一直在 Android 上使用 JNI，目的是做一些低级音频“东西”。我已经用 C/C++ 进行了大量的音频编码，所以我认为这不会是什么大问题。我决定在我的“原生”代码中使用 C++（因为谁不喜欢 OOP？）。我遇到的问题（对我来说）似乎是一个奇怪的问题：当我在 C++ 代码中创建用于处理音频的对象时，我从未将此对象传递给 Java（反之亦然），在此对象上调用方法似乎经常调用垃圾回收。由于这发生在音频回调中，因此结果是音频断断续续，并且我经常收到以下消息：

WAIT_FOR_CONCURRENT_GC blocked 23ms

但是，当我通过创建静态函数（而不是在成员对象上调用成员方法）来执行相同的操作时，应用程序的性能似乎很好，并且我不再看到上面的日志消息。

基本上，在本机代码中，调用静态函数应该比在成员对象上调用成员方法具有更好的性能吗？更具体地说，成员对象或完全位于 JNI 项目的本机代码中的有限范围变量是否涉及垃圾回收？GC 中是否涉及 C++ 调用堆栈？在 JNI 编程方面，是否有人可以告诉我 C++ 内存管理如何满足 Java 内存管理？也就是说，如果我不在 Java 和 C++ 之间传递数据，我编写 C++ 代码的方式是否会影响 Java 内存管理（GC 或其他）？

请允许我试着举个例子。请耐心等待，因为它太长了，如果你认为你有洞察力，欢迎你停止阅读这里。

我有几个对象。一个负责创建音频引擎、初始化输出等的。它被称为 HelloAudioJNI（很抱歉没有放置可编译的示例，但有很多代码）。

class CHelloAudioJNI {

    ... omitted members ...

    //member object pointers
    COscillator *osc;
    CWaveShaper *waveShaper;

    ... etc ...

public:
    //some methods
    void init(float fs, int bufferSize, int channels);

    ... blah blah blah ...

因此，我还有几节课。WaveShaper类如下所示：

class CWaveShaper : public CAudioFilter {
protected:
    double *coeffs;
    unsigned int order;//order
public:
    CWaveShaper(const double sampleRate, const unsigned int numChannels,
                double *coefficients, const unsigned int order);

    double processSample(double input, unsigned int channel);
    void reset();
};

现在我们不要担心 CAudioFilter 类，因为这个例子已经很长了。WaveShaper .cpp 文件如下所示：

CWaveShaper::CWaveShaper(const double sampleRate,
                         const unsigned int numChannels,
                         double *coefficients,
                         const unsigned int numCoeffs) :
    CAudioFilter(sampleRate,numChannels), coeffs(coefficients), order(numCoeffs)
{}

double CWaveShaper::processSample(double input, unsigned int channel)
{
    double output = 0;
    double pow = input;

    //zeroth order polynomial:
    output = pow * coeffs[0];

    //each additional iteration
    for(int iteration = 1; iteration < order; iteration++){
        pow *= input;
        output += pow * coeffs[iteration];
    }

    return output;
}

void CWaveShaper::reset() {}

然后是HelloAudioJNI.cpp。这就是我们进入问题所在的地方。我在 init 函数中使用 new 正确地创建了成员对象，因此：

void CHelloAudioJNI::init(float samplerate, int bufferSize, int channels)
{
    ... some omitted initialization code ...

        //wave shaper numero uno
    double coefficients[2] = {1.0/2.0, 3.0/2.0};
    waveShaper = new CWaveShaper(fs,outChannels,coefficients,2);

    ... some more omitted code ...
}

好吧，到目前为止一切似乎都很好。然后在音频回调中，我们在成员对象上调用一些成员方法，如下所示：

void CHelloAudioJNI::processOutputBuffer()
{
    //compute audio using COscillator object
    for(int index = 0; index < outputBuffer.bufferLen; index++){
        for(int channel = 0; channel < outputBuffer.numChannels; channel++){
            double sample;

            //synthesize
            sample = osc->computeSample(channel);
            //wave-shape
            sample = waveShaper->processSample(sample,channel);

            //convert to FXP and save to output buffer
            short int outputSample = amplitude * sample * FLOAT_TO_SHORT;
            outputBuffer.buffer[interleaveIndex(index,channel)] = outputSample;
        }
    }
}

这就是导致频繁的音频中断和大量有关垃圾回收的消息的原因。但是，如果我将 CWaveShaper：:p rocessSample（） 函数复制到 HelloAudioJNI.cpp 回调的正上方并直接调用它而不是成员函数：

sample = waveShape(sample, coeff, 2);

然后我从我的Android设备中得到美丽美丽的音频，并且我没有收到有关垃圾回收的频繁消息。再一次，问题是，成员对象或有限范围变量是否完全存在于垃圾回收的 JNI 项目的本机代码中？GC 中是否涉及 C++ 调用堆栈？在 JNI 编程方面，是否有人可以告诉我 C++ 内存管理如何满足 Java 内存管理？也就是说，如果我不在 Java 和 C++ 之间传递数据，我编写 C++ 代码的方式是否会影响 Java 内存管理（GC 或其他）？