本篇博客我们将介绍 Java 中的一个关键字 native
native 关键字在 JDK 源码中很多类中都有, 在 Object.java 类中, 其 getClass() 方法 hashCode()方法 clone() 方法等等都是用 native 关键字修饰的
- public final native Class<?> getClass();
- public native int hashCode();
- protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
那么为什么要用 native 来修饰方法, 这样做有什么用?
1JNI:Java Native Interface
在介绍 native 之前, 我们先了解什么是 JNI
一般情况下, 我们完全可以使用 Java 语言编写程序, 但某些情况下, Java 可能会不满足应用程序的需求, 或者是不能更好的满足需求, 比如:
标准的 Java 类库不支持应用程序平台所需的平台相关功能
我们已经用另一种语言编写了一个类库, 如何用 Java 代码调用?
某些运行次数特别多的方法代码, 为了加快性能, 我们需要用更接近硬件的语言 (比如汇编) 编写
上面这三种需求, 其实说到底就是如何用 Java 代码调用不同语言编写的代码那么 JNI 应运而生了
从 Java 1.1 开始, Java Native Interface (JNI)标准就成为 java 平台的一部分, 它允许 Java 代码和其他语言写的代码进行交互 JNI 一开始是为了本地已编译语言, 尤其是 C 和 C++ 而设计 的, 但是它并不妨碍你使用其他语言, 只要调用约定受支持就可以了使用 java 与本地已编译的代码交互, 通常会丧失平台可移植性但是, 有些情况下这样做是可以接受的, 甚至是必须的, 比如, 使用一些旧的库, 与硬件操作系统进行交互, 或者为了提高程序的性能 JNI 标准至少保证本地代码能工作在任何 Java 虚拟机实现下
通过 JNI, 我们就可以通过 Java 程序 (代码) 调用到操作系统相关的技术实现的库函数, 从而与其他技术和系统交互, 使用其他技术实现的系统的功能; 同时其他技术和系统也可以通过 JNI 提供的相应原生接口开调用 Java 应用系统内部实现的功能
在 windows 系统上, 一般可执行的应用程序都是基于 native 的 PE 结构, windows 上的 JVM 也是基于 native 结构实现的 Java 应用体系都是构建于 JVM 之上
可能有人会问, Java 不是跨平台的吗? 如果用 JNI, 那么程序不就将失去跨平台的优点? 确实是这样的
JNI 的缺点:
程序不再跨平台要想跨平台, 必须在不同的系统环境下重新编译本地语言部分
程序不再是绝对安全的, 本地代码的不当使用可能导致整个程序崩溃一个通用规则是, 你应该让本地方法集中在少数几个类当中这样就降低了 JAVA 和 C 之间的耦合性
目前来讲使用 JNI 的缺点相对于优点还是可以接受的, 可能后面随着 Java 的技术发展, 我们不在需要 JNI, 但是目前 JDK 还是一直提供对 JNI 标准的支持
3 用 C 语言编写程序本地方法
上面讲解了什么是 JNI, 那么我们接下来就写个例子, 如何用 Java 代码调用本地的 C 程序
官方文档如下: https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/jni/spec/jniTOC.html
步骤如下:
编写带有 native 声明的方法的 java 类, 生成. java 文件;(注意这里出现了 native 声明的方法关键字)
使用 javac 命令编译所编写的 java 类, 生成. class 文件;
使用 javah -jni java 类名 生成扩展名为 h 的头文件, 也即生成. h 文件;
使用 C/C++(或者其他编程想语言)实现本地方法, 创建. h 文件的实现, 也就是创建. cpp 文件实现. h 文件中的方法;
将 C/C++ 编写的文件生成动态连接库, 生成 dll 文件;
下面我们通过一个 HelloWorld 程序的调用来完成这几个步骤
注意: 下面所有操作都是在所有操作都是在目录: D:\JNI 下进行的
一编写带有 native 声明的方法的 java 类
- public class HelloJNI {
- //native 关键字告诉 JVM 调用的是该方法在外部定义
- private native void helloJNI();
- static{
- System.loadLibrary("helloJNI");// 载入本地库
- }
- public static void main(String[] args) {
- HelloJNI jni = new HelloJNI();
- jni.helloJNI();
- }
- }
- View Code
用 native 声明的方法表示告知 JVM 调用, 该方法在外部定义, 也就是我们会用 C 语言去实现
System.loadLibrary("helloJNI"); 加载动态库, 参数 helloJNI 是动态库的名字我们可以这样理解: 程序中的方法 helloJNI() 在程序中没有实现, 但是我们下面要调用这个方法, 怎么办呢? 我们就需要对这个方法进行初始化, 所以用 static 代码块进行初始化
这时候如果我们直接运行该程序, 会报 A Java Exception has occurred 错误:
二使用 javac 命令编译所编写的 java 类, 生成. class 文件
执行上述命令后, 生成 HelloJNI.class 文件:
三使用 javah -jni java 类名 生成扩展名为 h 的头文件
执行上述命令后, 在 D:/JNI 目录下多出了个 HelloJNI.h 文件:
四使用 C 语言实现本地方法
如果不想安装 visual studio 的, 我们需要在 windows 平台安装 gcc
安装教程如下: http://blog.csdn.net/altland/article/details/63252757
注意安装版本的选择, 根据系统是 32 位还是 64 位来选择 64 位点击下载
安装完成之后注意配置环境变量, 在 cmd 中输入 g++ -v, 如果出现如下信息, 则安装配置完成:
接着输入如下命令:
- gcc -m64 -Wl,--add-stdcall-alias -I"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_152\include" -I"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_152\include\include\win32" -shared -o helloJNI.dll helloJNI.c
- View Code
-m64 表示生成 dll 库是 64 位的后面的路径表示本机安装的 JDK 路径生成之后多了一个 helloJNI.dll 文件
最后运行 HelloJNI: 输出 Hello JNI! 大功告成
4JNI 调用 C 的流程图
图片引用自: https://www.cnblogs.com/Qian123/p/5702574.html
5native 关键字
通过上面介绍了那么多 JNI 的知识, 终于到介绍本篇文章的主角 native 关键字了相信大家看完上面的介绍, 应该也是知道什么是 native 了吧
native 用来修饰方法, 用 native 声明的方法表示告知 JVM 调用, 该方法在外部定义, 我们可以用任何语言去实现它 简单地讲, 一个 native Method 就是一个 Java 调用非 Java 代码的接口
native 语法:
修饰方法的位置必须在返回类型之前, 和其余的方法控制符前后关系不受限制
不能用 abstract 修饰, 也没有方法体, 也没有左右大括号
返回值可以是任意类型
我们在日常编程中看到 native 修饰的方法, 只需要知道这个方法的作用是什么, 至于别的就不用管了, 操作系统会给我们实现
参考文档: https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/jni/spec/jniTOC.html
https://www.cnblogs.com/Qian123/p/5702574.html
来源: https://www.cnblogs.com/ysocean/p/8476933.html