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native关键字初识--java调用非java代码的接口

成长中的菜鸟
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发布于 2015/02/10 14:16
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 Java基础知识——JNI入门介绍(上)

Java™ 本机接口(Java Native Interface,JNI)是一个标准的 Java API,它支持将 Java 代码与使用其他编程语言编写的代码相集成。如果您希望利用已有的代码资源,那么可以使用 JNI 作为您工具包中的关键组件 —— 比如在面向服务架构(SOA)和基于云的系统中。但是,如果在使用时未注意某些事项,则 JNI 会迅速导致应用程序性能低下且不稳定。

JNI 的发展
JNI 自从 JDK 1.1 发行版以来一直是 Java 平台的一部分,并且在 JDK 1.2 发行版中得到了扩展。JDK 1.0 发行版包含一个早期的本机方法接口,但是未明确分隔本机代码和 Java 代码。在这个接口中,本机代码可以直接进入 JVM 结构,因此无法跨 JVM 实现、平台或者甚至各种 JDK 版本进行移植。使用 JDK 1.0 模型升级含有大量本机代码的应用程序,以及开发能支持多个 JVM 实现的本机代码的开销是极高的。
JDK 1.1 中引入的 JNI 支持:
版本独立性
平台独立性
VM 独立性
开发第三方类库
有一个有趣的地方值得注意,一些较年轻的语言(如 PHP)在它们的本机代码支持方面仍然在努力克服这些问题。
与旧有代码集成,避免重新编写。

Java 环境和语言对于应用程序开发来说是非常安全和高效的。但是,一些应用程序却需要执行纯 Java 程序无法完成的一些任务,比如:

a.与旧有代码继承,避免重新编写

b.实现可用类库中所缺少的功能。举例来说,在 Java 语言中实现 ping 时,您可能需要 Internet Control Message Protocol (ICMP) 功能,但基本类库并未提供它。
c.最好与使用 C/C++ 编写的代码集成,以充分发掘性能或其他与环境相关的系统特性。

d.解决需要非 Java 代码的特殊情况.

e.与操作系统交互JVM支持着java语言本身和运行时库,它是java程序赖以生存的平台,它由一个解释器(解释字节码)和一些连接到本地代码的库组成。然而不管怎样,它毕竟不是一个完整的系统,它经常依赖于一些底层(underneath在下面的)系统的支持。这些底层系统常常是强大的操作系统。通过使用本地方法,我们得以用java实现了jre的与底层系统的交互,甚至JVM的一些部分就是用C写的,还有,如果我们要使用一些java语言本身没有提供封装的操作系统的特性时,我们也需要使用本地方法。
 f.Sun's Java
    Sun的解释器是用C实现的,这使得它能像一些普通的C一样与外部交互。jre大部分是用java实现的,它也通过一些本地方法与外界交互。例如:类java.lang.Thread 的 setPriority()方法是用java实现的,但是它实现调用的是该类里的本地方法setPriority0()。这个本地方法是用C实现的,并被植入JVM内部,在Windows 95的平台上,这个本地方法最终将调用Win32 SetPriority() API。这是一个本地方法的具体实现由JVM直接提供,更多的情况是本地方法由外部的动态链接库(external dynamic link library)提供,然后被JVM调用。

举例来说,核心类库的实现可能需要跨包调用或者需要绕过其他 Java 安全性检查。
JNI 允许您完成这些任务。它明确分开了 Java 代码与本机代码(C/C++)的执行,定义了一个清晰的 API 在这两者之间进行通信。从很大程度上说,它避免了本机代码对 JVM 的直接内存引用,从而确保本机代码只需编写一次,并且可以跨不同的 JVM 实现或版本运行。
借助 JNI,本机代码可以随意与 Java 对象交互,获取和设计字段值,以及调用方法,而不会像 Java 代码中的相同功能那样受到诸多限制。这种自由是一把双刃剑:它牺牲 Java 代码的安全性,换取了完成上述所列任务的能力。在您的应用程序中使用 JNI 提供了强大的、对机器资源(内存、I/O 等)的低级访问,因此您不会像普通 Java 开发人员那样受到安全网的保护。JNI 的灵活性和强大性带来了一些编程实践上的风险,比如导致性能较差、出现 bug 甚至程序崩溃。您必须格外留意应用程序中的代码,并使用良好的实践来保障应用程序的总体完整性。对 Java 外部的调用通常不能移植到其他平台上,在 applet 中还可能引发安全异常。实现本地代码将使您的 Java 应用程序无法通过 100% 纯 Java 测试。

如果必须执行本地调用,则要考虑几个准则:
1.将您的所有本地方法都封装在单个类中,这个类调用单个 DLL。对于每种目标操作系统,都可以用特定于适当平台的版本替换这个 DLL。这样就可以将本地代码的影响减至最小,并有助于将以后所需的移植问题包含在内。
2.本地方法要简单。尽量将您的 DLL 对任何第三方(包括 Microsoft)运行时 DLL 的依赖减到最小。使您的本地方法尽量独立,以将加载您的 DLL 和应用程序所需的开销减到最小。如果需要运行时 DLL,必须随应用程序一起提供它们。

JNI的书写步骤
        1.编写带有native声明的方法的Java类
        2.使用javac命令编译编写的Java类
        3.使用java -jni ****来生成后缀名为.h的头文件
        4.使用其他语言(C、C++)实现本地方法
        5.将本地方法编写的文件生成动态链接库

在使用JNI时候最常遇到的10大编码和设计错误,详见 避免最常见的 10 大 JNI 编程错误的技巧和工具 

一些教程可以看ibm的博客:提供调用本地 C 代码的 Java 代码示例   在 Windows 中实现 Java 本地方法

 JNI的初级教程可以看 Java基础知识——JNI入门介绍(上) 、Java基础知识——JNI入门介绍(下)

java native关键字

 一. 什么是Native Method
   简单地讲,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的方法:该方法的实现由非java语言实现,比如C。这个特征并非java所特有,很多其它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。
   "A native method is a Java method whose implementation is provided by non-java code."
   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。

    标识符native可以与所有其它的java标识符连用,但是abstract除外。这是合理的,因为native暗示这些方法是有实现体的,只不过这些实现体是非java的,但是abstract却显然的指明这些方法无实现体。native与其它java标识符连用时,其意义同非Native Method并无差别。

     一个native method方法可以返回任何java类型,包括非基本类型,而且同样可以进行异常控制。这些方法的实现体可以自制一个异常并且将其抛出,这一点与java的方法非常相似。
    native method的存在并不会对其他类调用这些本地方法产生任何影响,实际上调用这些方法的其他类甚至不知道它所调用的是一个本地方法。JVM将控制调用本地方法的所有细节。

native介绍摘录于 Java的native关键字

由于这个native关键字暂时没有用到,时间有限,现在仅仅在此记录。以后再完善。

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