JNI - Exception-Handling unter Windows

Um Exceptions aus einem JNI-Interface abzufangen und strukturiert behandeln zu können, sind ein paar zusätzliche Handgriffe notwendig. Dieses Post gibt einen kurzen Einblick über die Fallstricke und wie sie umgangen werden können.

Bei der Programmierung mit dem Java Native Interface und dem Aufruf von Windows API-Funktionen bin ich auf Probleme gestoßen eine Exception abzufangen. Ein Try-Catch-Block war innerhalb von JNI nicht wirklich hilfreich.

Will man in C++ eine Exception abfangen, so definiert man meist einen Try-Catch-Block. Faule Programmierer schreiben dabei meist eine Anweisung wie:

try {
	// Eigentlich auszuführender  Funktionsrumpf
} catch(...) {
	// Irgendwie den Fehler behandeln
}

Das funktioniert so lange gut, wie es sich um Ausnahmen in der eigenen Software handelt. Wird JNI zu Hilfe genommen, um z.B. mittels Java Zugriff auf native API-Funktionen des Betriebssystems zu erlangen, dann stößt dieser Mechanismus an seine Grenzen und das Programm kann diesen Fehler bzw. diese Ausnahme nicht behandeln.

Windows-Mechanismus für Ausnahmen

Unter Windows wird der mechanismus für die Behandlung von Software- und Hadrware-Ausnahmen als Structured Exception Handling (SEH) bezeichnet. Diese stackframe-basierte Ausnahmebehandlung kann mit dem Exceptionhandling in C++ bzw. Java verglichen werden, nutzt aber innerhalb von C++ die Schlüsselwörter __try und __except. Mit diesen Schlüsselwörtern kann man den Codeblock einschließen, bei denen man eine Exception erwartet. Bei der Programmierung mit JNI, sollte man dementsprechend alle Codeblöcke, die einen nativen Call an die Windows API machen, mit diesem Block-Fragment umschließen:

__try {
	// Code
} __except(expression) {
	// Ausnahmebehandlung
}

Als expression können die folgenden Werte angegeben werden: EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION (-1) Der Handler hat für die Ausnahmebehandlung gesorgt und nicht der __except-Block.

EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH (0) Der gerade aufgerufene Handler kann die Ausnahme nicht behandeln und es wird auf den nächsten Handler gewartet bzw. danach gesucht. Diese Anweisung kann unter C++ / Java mit dem Umstand beschrieben werden, dass in einem Catch-Block eine Exception aufgetreten ist, die nicht durch den Block abgefangen wird.

EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER (1) Der __except-Block wird ausgeführt.

Unter Windows sind die Konsole-Events und die Applikations-Threads asynchron. Die C-Runtime-Bibliothek ist dafür zuständig die auf der Konsole auftretenden Ereignisse mit den Windows-Ausnahmen zu gültigen Signalen zu vereinen. Bei der Softwareentwicklung mittels JNI, sollten also alle Windows API-Aufrufe in einen __try und __except-Block gepackt werden, damit fehlerhafte Aufrufe an die API abgefangen werden können und an die höher gelegenen Schichten wie die Konsole oder die Java-Anwendung (in Form einer Exception) weiter gereicht werden können.