JVM之本地方法接口

Posted 2021-08-29 爱上口袋的天空

1.本地方法

• 简单地讲，一个Native Method是一个Java调用非Java代码的接囗
• 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.”（本地方法是一个Java的方法，它的具体实现是非Java代码的实现）
• 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。

2.native 方法举例

Object类的getClass( )方法 

public final native Class<?> getClass();

Thread类的start( )方法

    public synchronized void start() {
        /**
         * This method is not invoked for the main method thread or "system"
         * group threads created/set up by the VM. Any new functionality added
         * to this method in the future may have to also be added to the VM.
         *
         * A zero status value corresponds to state "NEW".
         */
        if (threadStatus != 0)
            throw new IllegalThreadStateException();

        /* Notify the group that this thread is about to be started
         * so that it can be added to the group's list of threads
         * and the group's unstarted count can be decremented. */
        group.add(this);

        boolean started = false;
        try {
            start0();
            started = true;
        } finally {
            try {
                if (!started) {
                    group.threadStartFailed(this);
                }
            } catch (Throwable ignore) {
                /* do nothing. If start0 threw a Throwable then
                  it will be passed up the call stack */
            }
        }
    }

    private native void start0();

自定义Native方法

public class IHaveNatives {
    public native void Native1(int x);

    public native static long Native2();

    private native synchronized float Native3(Object o);

    native void Native4(int[] ary) throws Exception;
    
}

注意：标识符native可以与其他java标识符连用，但是不能与abstract连用

3.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。

• 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。
• 与操作系统的交互
  • 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。
• 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。

本地方法的现状

目前该方法使用的越来越少了，除非是与硬件有关的应用，比如通过Java程序驱动打印机或者Java系统管理生产设备，在企业级应用中已经比较少见。因为现在的异构领域间的通信很发达，比如可以使用Socket通信，也可以使用Web Service等等，不多做介绍。