剛開始還想用Native,後來因爲他是個關鍵字,所以該成了小寫。
所謂關鍵字的話,java中保留的並不多,native是一個本地關鍵字,看完這篇文章,就知道它主要用來做什麼的了。
初次見面
有人初次遇見 native是在 java.lang.Object 源碼中的一個hashCode方法:
public native int hashCode();
也可能是:
/**
* Returns a reference to the currently executing thread object.
*
* @return the currently executing thread.
*/
public static native Thread currentThread();
爲什麼有個native呢?這是我所要學習的地方。所以下面想要總結下native:
什麼是 JNI
認識 native 即 JNI,Java Native Interface
凡是一種語言,都希望是純。比如解決某一個方案都喜歡就單單這個語言來寫即可。Java平臺有個用戶和本地C代碼進行互操作的API,稱爲Java Native Interface (Java本地接口)。
用 Java 調用 C 的“Hello,JNI”
創建一個Java類
裏面包含着一個 native 的方法和加載庫的方法 loadLibrary。HelloNative.java 代碼如下
public class HelloNative {
static {
System.loadLibrary("HelloNative");
}
public static native void sayHello();
@SuppressWarnings("static-access")
public static void main(String[] args) {
new HelloNative().sayHello();
}
}
當然這個代碼是有問題的,所以用@SuppressWarning註解。
首先讓大家注意的是native方法,那個加載庫的到後面也起作用。native 關鍵字告訴編譯器(其實是JVM)調用的是該方法在外部定義,這裏指的是C。如果大家直接運行這個代碼, JVM會告之:“A Java Exception has occurred.”控制檯輸出如下:
Exception in thread "main" java.lang.UnsatisfiedLinkError: no HelloNative in java.library.path
at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1867)
at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:870)
at java.lang.System.loadLibrary(System.java:1122)
at nativeS.HelloNative.<clinit>(HelloNative.java:5)
Process finished with exit code 1
這是程序使用它的時候,虛擬機說不知道如何找到sayHello。
運行javah
得到包含該方法的C聲明頭文件.h
就得到了下面的 HelloNative.h文件 :
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class HelloNative */
#ifndef _Included_HelloNative
#define _Included_HelloNative
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class: HelloNative
* Method: sayHello
* Signature: ()V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloNative_sayHello
(JNIEnv *, jclass);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
jni.h 這個文件,在/%JAVA_HOME%include
C實現本地方法
根據頭文件,寫C實現本地方法。
這裏我們簡單地實現這個sayHello方法如下:
#include "HelloNative.h"
#include <stdio.h>
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloNative_sayHello
{
printf("Hello,JNI");
}
生成dll共享庫
然後Java程序load庫,調用即可。
在Windows上,MinGW GCC 運行如下
gcc -m64 -Wl,--add-stdcall-alias
-I"C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_71\include"
-I"C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_71\include\include\win32" -shared -o HelloNative.dll HelloNative.c
-m64表示生成dll庫是64位的。然後運行 HelloNative:
java HelloNative
終於成功地可以看到控制檯打印如下:
Hello,JNI
JNI 調用 C 流程圖
其他介紹
native是與C++聯合開發的時候用的!java自己開發不用的!
使用native關鍵字說明這個方法是原生函數,也就是這個方法是用C/C++語言實現的,並且被編譯成了DLL,由java去調用。
這些函數的實現體在DLL中,JDK的源代碼中並不包含,你應該是看不到的。對於不同的平臺它們也是不同的。這也是java的底層機制,實際上java就是在不同的平臺上調用不同的native方法實現對操作系統的訪問的。
- native 是用做java 和其他語言(如c++)進行協作時用的
- 也就是native 後的函數的實現不是用java寫的
- 既然都不是java,那就別管它的源代碼了
native的意思就是通知操作系統,這個函數你必須給我實現,因爲我要使用。所以native關鍵字的函數都是操作系統實現的,Java只能調用。
java是跨平臺的語言,既然是跨了平臺,所付出的代價就是犧牲一些對底層的控制,而java要實現對底層的控制,就需要一些其他語言的幫助,這個就是native的作用了
Java不是完美的,Java的不足除了體現在運行速度上要比傳統的C++慢許多之外,Java無法直接訪問到操作系統底層(如系統硬件等),爲此Java使用native方法來擴展Java程序的功能。
可以將native方法比作Java程序同C程序的接口,其實現步驟:
- 在Java中聲明native()方法,然後編譯;
- 用javah產生一個.h文件;
- 寫一個.cpp文件實現native導出方法,其中需要包含第二步產生的.h文件(注意其中又包含了JDK帶的jni.h文件);
- 將第三步的.cpp文件編譯成動態鏈接庫文件;
- 在Java中用System.loadLibrary()方法加載第四步產生的動態鏈接庫文件,這個native()方法就可以在Java中被訪問了。
JAVA本地方法適用的情況
- 爲了使用底層的主機平臺的某個特性,而這個特性不能通過JAVA API訪問
- 爲了訪問一個老的系統或者使用一個已有的庫,而這個系統或這個庫不是用JAVA編寫的
- 爲了加快程序的性能,而將一段時間敏感的代碼作爲本地方法實現。