最后更新于 2022 年 5 月 24 日

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JVM Native

关于Native方法

什么是本地方法Native?

    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extern“C”告知C++编译器去调用一个C的函数。

凡是带了Native关键字的,说明java的作用范围达不到了,会去调用底层c语言的库!

    “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。

    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。

举例

如果要启动一个线程

new Thread.start();

在start()方法源码中

    public synchronized void start() {
       
        if (threadStatus != 0)//状态校验  0:NEW 新建状态
            throw new IllegalThreadStateException();

       
        group.add(this);//添加进线程组

        boolean started = false;
        try {
            start0();//调用native方法执行线程run方法
            started = true;
        } finally {
            try {
                if (!started) {
                    group.threadStartFailed(this);//启动失败,从线程组中移除当前前程。
                }
            } catch (Throwable ignore) {
                /* do nothing. If start0 threw a Throwable then
                  it will be passed up the call stack */
            }
        }
    }

    private native void start0();

进入start方法后,检查如果状态不为0,后将它添加到group组中,然后调用了一个start0()方法,但是private native void start0(); 这个方法放在一个class会很奇怪吧。因为这是线程级别的东西,java处理不了然后去调用c++底层

下面这张图:

java虚拟机在操作系统之上,那操作系统的东西java是调用不了的,所以只能使用接口去调用本地方法,那调用本地方法库就需要使用到native

为什么要使用Native Method?

  Java使用起来非常方便,然而有些层次的任务用Java实现起来不容易,或者我们对程序的效率很在意时,问题就来了。

1.与java环境外交互:

    有时java应用需要与java外面的环境交互,这是本地方法存在的主要原因。

    你可以想想java需要与一些底层系统,如操作系统或某些硬件交换信息时的情况。本地方法正是这样一种交流机制:它为我们提供了一个非常简洁的接口,而且我们无需去了解java应用之外的繁琐的细节。

2.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。

3.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。

Native调用流程

本地方法接口(Java Native Interface)简称:JNI

第一步:凡是带了Native关键字的,说明java的作用范围达不到了,会去调用底层c语言的库!

第二步:进入本地方法栈区

第三步:调用本地方法接口JNI

JNI的作用:扩展java的使用,融合不同的语言为java所用 例如java调用python,c++等,都可以使用JNI

那JNI为什么会诞生?

因为java刚刚诞生的时候c和C++很流行,想要立足那必须要有可以调用c和c++程序

一般在哪使用到Native?
一般在做硬件方面的东西或者java程序驱动打印机,管理系统,robot()机器人类

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