一、JNI简介
JVM本地方法接口(Java Native Interface,JNI)是一种允许Java代码调用本地方法(如C或C++编写的方法)的机制。这种技术通常用于实现高性能的计算密集型任务,或者与底层系统库进行交互。
二、JNI组成
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Java类中的native方法:在Java类中使用native关键字声明一个本地方法,表示该方法将由本地代码实现。
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JNI头文件:使用Java Native Interface工具(javac、javah)生成本地方法的头文件,该头文件中包含了本地方法的声明和参数列表等信息。
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本地代码实现:根据生成的头文件,在本地代码中实现对应的本地方法。可以使用C、C++等语言编写本地代码,并通过编译器将其编译成动态链接库(DLL)或共享库(SO)。
三、JNI的作用
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提高性能:通过将计算密集型任务交给本地代码实现,可以提高程序的性能。因为本地代码可以直接操作内存和硬件资源,而不需要经过Java虚拟机的额外开销。
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与底层系统库交互:JNI可以方便地与底层系统库进行交互,例如访问操作系统、数据库、网络等资源。
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扩展Java功能:通过JNI,可以将其他编程语言的功能集成到Java程序中,从而扩展Java的功能。
四、本地方法
简单来讲,一个Native Method就是一个Java调用非Java代码的接口。一个Native Method是这样一个java方法:该方法的实现由非Java语言实现,比如C。这个特征并非Java特有,很多其他的编程语言都有这一机制,比如在C++ 中,你可以用extern “C” 告知C++ 编译器去调用一个C的函数。
在定义一个native method时,并不提供实现体(有些像定义一个Java interface),因为其实现体是由非java语言在外面实现的。
本地接口的作用是融合不同的编程语言为Java所用,它的初衷是融合C/C++程序。
标识符native可以与其他所有的Java标识符连用,但是abstract除外。
五、使用native method
1. 与Java环境外交换
需要和Java外面的环境进行交互,这是本地方法存在的主要原因。比如和操作系统或者某些硬件交换信息时,本地方法就为我们提供了方便简洁的接口。
2. 与操作系统交互
通过使用本地方法,Java实现了JRE与底层系统的交互,甚至JVM的一部分就是使用 C 写的。另外如果我们要使用Java未提供的封装的操作系统的特性时,也需要使用到本地方法。就像Java创建的线程最终还是要回归到操作系统的本地线程。
3. Sun’s Java
Sun的解释器是用 C 实现的,使得它能像一些普通的 C 一样与外部交互。例如类 java.lang.Thread 的 setPriority() 方法是通过java 实现的,但是它实际调用的是该类里的本地方法 setPriority0()。
六、结语
目前该方法的使用越来越少了,除非是与硬件有关的应用,比如通过java程序驱动打印机或者java系统管理生产设备,在企业级应用已经比较少见。因为现在的异构领域间的通信很发达,比如可以使用Socket通信,也可以是用Web Service等等。
需要注意的是,由于本地方法可能会破坏Java的安全性和可移植性,因此在使用JNI时需要谨慎操作。此外,虚拟机保证在同一Java线程中多次调用同一本地方法时,传递给该本地方法的JNI接口指针是相同的。