java基础提升篇:Java中Native关键字的作用

初遇

初次遇见 native是在 java.lang.Object 源码中的一个hashCode方法:

1public native int hashCode();

为什么有个native呢?这是我所要学习的地方。所以下面想要总结下native。

一、认识 native 即 JNI,Java Native Interface

凡是一种语言,都希望是纯。比如解决某一个方案都喜欢就单单这个语言来写即可。Java平台有个用户和本地C代码进行互操作的API,称为Java Native Interface (Java本地接口)。

image

二、用 Java 调用 C 的“Hello,JNI”

我们需要按照下班方便的步骤进行:

1、创建一个Java类,里面包含着一个 native 的方法和加载库的方法 loadLibrary。HelloNative.java 代码如下:

 1public class HelloNative
 2{
 3    static
 4    {
 5        System.loadLibrary("HelloNative");
 6    }
 7    public static native void sayHello();
 8    @SuppressWarnings("static-access")
 9    public static void main(String[] args)
10    {
11        new HelloNative().sayHello();
12    }
13}

首先让大家注意的是native方法,那个加载库的到后面也起作用。native 关键字告诉编译器(其实是JVM)调用的是该方法在外部定义,这里指的是C。如果大家直接运行这个代码, JVM会告之:“A Java Exception has occurred.”控制台输出如下:

1Exception in thread "main" java.lang.UnsatisfiedLinkError: no HelloNative in java.library.path
2    at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(Unknown Source)
3    at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Unknown Source)
4    at java.lang.System.loadLibrary(Unknown Source)
5    at HelloNative.<clinit>(HelloNative.java:5)

这是程序使用它的时候,虚拟机说不知道如何找到sayHello。下面既可以手动写,自然泥瓦匠是用

2、运行javah,得到包含该方法的C声明头文件.h

将HelloNative.java ,简单地 javac javah,如图

image

就得到了下面的 HelloNative.h文件 :

 1/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
 2#include <jni.h>
 3/* Header for class HelloNative */
 4#ifndef _Included_HelloNative
 5#define _Included_HelloNative
 6#ifdef __cplusplus
 7extern "C" {
 8#endif
 9/*
10 * Class:     HelloNative
11 * Method:    sayHello
12 * Signature: ()V
13 */
14JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloNative_sayHello
15  (JNIEnv *, jclass);
16#ifdef __cplusplus
17}
18#endif
19#endif

jni.h 这个文件,在/%JAVA_HOME%include

3、根据头文件,写C实现本地方法

这里我们简单地实现这个sayHello方法如下:

1#include "HelloNative.h"
2#include <stdio.h>
3JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloNative_sayHello
4{
5    printf("Hello,JNI");    
6}

4、生成dll共享库,然后Java程序load库,调用即可。

在Windows上,MinGW GCC 运行如下

1gcc -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库是64位的。然后运行 HelloNative

1java HelloNative

终于成功地可以看到控制台打印如下:

1Hello,JNI

三、JNI 调用 C 流程图

四、其他介绍

native是与C++联合开发的时候用的!java自己开发不用的!

使用native关键字说明这个方法是原生函数,也就是这个方法是用C/C++语言实现的,并且被编译成了DLL,由java去调用。 这些函数的实现体在DLL中,JDK的源代码中并不包含,你应该是看不到的。对于不同的平台它们也是不同的。这也是java的底层机制,实际上java就是在不同的平台上调用不同的native方法实现对操作系统的访问的。

  • native 是用做java 和其他语言(如c++)进行协作时用的 也就是native 后的函数的实现不是用java写的
  • 既然都不是java,那就别管它的源代码了,呵呵

native的意思就是通知操作系统, 这个函数你必须给我实现,因为我要使用。 所以native关键字的函数都是操作系统实现的, java只能调用。

java是跨平台的语言,既然是跨了平台,所付出的代价就是牺牲一些对底层的控制,而java要实现对底层的控制,就需要一些其他语言的帮助,这个就是native的作用了

Java不是完美的,Java的不足除了体现在运行速度上要比传统的C++慢许多之外,Java无法直接访问到操作系统底层(如系统硬件等),为此Java使用native方法来扩展Java程序的功能。   可以将native方法比作Java程序同C程序的接口,其实现步骤:   1、在Java中声明native()方法,然后编译;   2、用javah产生一个.h文件;   3、写一个.cpp文件实现native导出方法,其中需要包含第二步产生的.h文件(注意其中又包含了JDK带的jni.h文件);   4、将第三步的.cpp文件编译成动态链接库文件;   5、在Java中用System.loadLibrary()方法加载第四步产生的动态链接库文件,这个native()方法就可以在Java中被访问了。

JAVA本地方法适用的情况 1.为了使用底层的主机平台的某个特性,而这个特性不能通过JAVA API访问

2.为了访问一个老的系统或者使用一个已有的库,而这个系统或这个库不是用JAVA编写的

3.为了加快程序的性能,而将一段时间敏感的代码作为本地方法实现。

出处:http://www.cnblogs.com/Qian123/p/5702574.html

原文发布于微信公众号 - 好好学java(SIHAIloveJAVA)

原文发表时间:2018-05-17

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