六、本地方法接口
什麼是本地方法?
簡單地講,一個Native Method就是一個Java調用非Java代碼的接口。一個Native Method是這樣一個Java方法:該方法的實現由非Java語言實現,比如C。這個特徵並非Java所特有,很多其它的編程語言都有這一機制,比如在C++中,你可以用extern "C"告知C++編譯器去調用一個c的函數。
"A native method is a Java method whose implementation isprovided by non-java code."
在定義一個native method時,並不提供實現體(有些像定義一個Java interface) ,因爲其實現體是由非java語言在外面實現的。
本地接口的作用是融合不同的編程語言爲Java所用,它的初衷是融合c/C++程序。
標識符native可以與所有其它的java標識符連用,但是abstract除外。
爲什麼要使用Native Method?
Java使用起來非常方便,然而有些層次的任務用Java實現起來不容易,或者我們對程序的效率很在意時,問題就來了。
- 與Java環境外交互:
有時Java應用需要與Java外面的環境交互,這是本地方法存在的主要原因。你可以想想Java需要與一些底層系統,如操作系統或某些硬件交換信息時的情況。本地方法正是這樣一種交流機制:它爲我們提供了一個非常簡潔的接口而且我們無需去了解Java應用之外的繁瑣的細節。
- 與操作系統交互:
JVM支持着Java語言本身和運行時庫,它是Java程序賴以生存的平臺,它由一個解釋器(解釋字節碼)和一些連接到本地代碼的庫組成。然而不管怎樣,它畢竟不是一個完整的系統,它經常依賴於一些底層系統的支持。這些底層系統常常是強大的操作系統。通過使用本地方法,我們得以用Java實現了jre的與底層系統的交互,甚至JVM的一些部分就是用C寫的。還有,如果我們要使用一些Java語言本身沒有提供封裝的操作系統的特性時,我們也需要使用本地方法。
- Sun's Java
sun的解釋器是用C實視的,這使得它能像一些普通的C一樣與外部交互。jre大部分是用Java實現的,它也通過一些本地方法與外界交互。例如:類 java.lang.Thread 的 setPriority() 方法是用Java實現的,但是它實現調用的是該類裏的本地方法 setPriorityo() 。這個本地方法是用C實現的,並被植入JVM內部,在Windows 95的平臺上,這個本地方法最終將調用win32 setPriority () API.這是一個本地方法的具體實現由JVM直接提供,更多的情況是本地方法由外部的動態鏈接庫(external dynamic link library)提供,然後被JvM調用。
現狀
目前該方法使用的越來越少了,除非是與硬件有關的應用,比如通過Java程序驅動打印機或者Java系統管理生產設備,在企業級應用中已經比較少見。因爲現在的異構領域間的通信很發達,比如可以使用Socket通信,也可以使用Web Service等等,不多做介紹。
七、本地方法棧
- Java虛擬機棧用於管理Java方法的調用,而本地方法棧用於管理本地方法的調用。
- 本地方法棧,也是線程私有的。
- 允許被實現成固定或者是可動態擴展的內存大小。(在內存溢出方面是相同的)
> 如果線程請求分配的棧容量超過本地方法棧允許的最大容量, Java虛擬機將會拋出一個StackOverflowError 異常。
> 如果本地方法棧可以動態擴展,並且在嘗試擴展的時候無法申請到足夠的內存,或者在創建新的線程時沒有足夠的內存去創建對應的本地方法棧,那麼Java虛擬機將會拋出一 OutOfMemoryError 異常。
- 本地方法是使用C語言實現的。
- 它的具體做法是 Native Method Stack中 登記native方法,在 Execution Engine 執行時加載本地方法庫.
- 當某個線程調用一個本地方法時,它就進入了一個全新的並且不再受虛擬機限制的世界。它和虛擬機擁有同樣的權限。
>本地方法可以通過本地方法接口來訪問虛擬機內部的運行時數據區。
>它甚至可以直接使用本地處理器中的寄存器
>直接從本地內存的堆中分配任意數量的內存。
- 並不是所有的JVM都支持本地方法。因爲Java虛擬機規範並沒有明確要求本地方法棧的使用語言、具體實現方式、數據結構等。如果JVM產品不打算支持 native 方法,也可以無需實現本地方法棧。
- 在Hotspot JVM中,直接將本地方法棧和虛擬機棧合二爲一。