Java Native方法

 一. 什麼是Native Method
   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的方法：該方法的實現由非java語言實現，好比C。這個特徵並不是java所特有，不少其它的編程語言都有這一機制，好比在C＋＋中，你能夠用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 is provided 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），由於其實現體是由非java語言在外面實現的。，下面給了一個示例：  

package java.lang; 
public class Object { 
  ......
  public final native Class<?> getClass(); 
  public native int hashCode(); 
  protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException; 
  public final native void notify(); 
  public final native void notifyAll(); 
  public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException; 
  ......
} 

標識符native能夠與全部其它的java標識符連用，可是abstract除外。這是合理的，由於native暗示這些方法是有實現體的，只不過這些實現體是非java的，可是abstract卻顯然的指明這些方法無實現體。native與其它java標識符連用時，其意義同非Native Method並沒有差異。

 一個native method方法能夠返回任何java類型，包括非基本類型，並且一樣能夠進行異常控制。這些方法的實現體能夠自制一個異常而且將其拋出，這一點與java的方法很是類似。

native method的存在並不會對其餘類調用這些本地方法產生任何影響，實際上調用這些方法的其餘類甚至不知道它所調用的是一個本地方法。JVM將控制調用本地方法的全部細節。

若是一個含有本地方法的類被繼承，子類會繼承這個本地方法而且能夠用java語言重寫這個方法（這個彷佛看起來有些奇怪），一樣的若是一個本地方法被fianl標識，它被繼承後不能被重寫。

本地方法很是有用，由於它有效地擴充了jvm.事實上，咱們所寫的java代碼已經用到了本地方法，在sun的java的併發（多線程）的機制實現中，許多與操做系統的接觸點都用到了本地方法，這使得java程序可以超越java運行時的界限。有了本地方法，java程序能夠作任何應用層次的任務。

2、使用方法

native關鍵字說明其修飾的方法是一個原生態方法，方法對應的實現不是在當前文件，而是在用其餘語言（如C和C++）實現的文件中。Java語言自己不能對操做系統底層進行訪問和操做，可是能夠經過JNI接口調用其餘語言來實現對底層的訪問。

JNI是Java本機接口（Java Native Interface），是一個本機編程接口，它是Java軟件開發工具箱（Java Software Development Kit，SDK）的一部分。JNI容許Java代碼使用以其餘語言編寫的代碼和代碼庫。Invocation API（JNI的一部分）能夠用來將Java虛擬機（JVM）嵌入到本機應用程序中，從而容許程序員從本機代碼內部調用Java代碼。

不過，對Java外部的調用一般不能移植到其餘平臺，在applet中還可能引起安全異常。實現本地代碼將使您的Java應用程序沒法經過100%純Java測試。可是，若是必須執行本地調用，則要考慮幾個準則：

1.將您的全部本地方法都封裝到一個類中，這個類調用單個的DLL。對每一種目標操做系統平臺，均可以用特定於適當平臺的版本的DLL。這樣能夠將本地代碼的影響減小到最小，並有助於將之後所須要的移植問題考慮在內。

2.本地方法儘可能簡單。儘可能使您的本地方法對第三方（包括Microsoft）運行時DLL的依賴減小到最小。使您的本地方法儘可能獨立，以將加載您的DLL和應用程序所需的開銷減小到最小。若是須要運行時DLL，必須隨應用程序一塊兒提供。

JNI的書寫步驟以下：

• a.編寫帶有native聲明的方法的Java類
• b.使用javac命令編譯編寫的Java類
• c.使用java -jni ****來生成後綴名爲.h的頭文件
• d.使用其餘語言（C、C++）實現本地方法
• e.將本地方法編寫的文件生成動態連接庫

如下是一個在Java中調用本地C程序的簡單的例子：

a.編寫HelloWorld.java類

class HelloWorld{

public native void hello();

static{
System.loadLibrary("hello");
}

public static void main(String[] args){

new HelloWorld().hello();
}

}

b.編譯

javac HelloWorld.java

c.生成.h文件

javah -jni HelloWorld

生成內容以下：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class HelloWorld */

#ifndef _Included_HelloWorld
#define _Included_HelloWorld
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class: HelloWorld
* Method: hello
* Signature: ()V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_hello
(JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

第一個參數是調用JNI方法時使用的JNI Environment指針。第二個參數是指向在此Java代碼中實例化的Java對象HelloWorld的一個句柄。其餘參數是方法自己的參數

d.c實現

#include <jni.h>
#include "HelloWorld.h"
#include <stdio.h>
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_hello(JNIEnv *env,jobject obj){
printf("Hello World!\n");
return;
}

 

其中，第一行是將jni.h文件引入（在%JAVA_HOME%\include目錄下），裏邊有JNIEnv和jobject的定義。

e.編譯c實現

這裏以在Windows中爲例，須要生成dll文件。在保存HelloWorldImpl.c文件夾下面，使用VC的編譯器cl成。

cl -I%java_home%\include -I%java_home%\include\win32 -LD HelloWorldImp.c -Fehello.dll

注意：生成的dll文件名在選項-Fe後面配置，這裏是hello，由於在HelloWorld.java文件中咱們loadLibary的時候使用的名字是hello。固然這裏修改以後那裏也須要修改。另外須要將-I%java_home%\include -I%java_home%\include\win32參數加上，由於在第四步裏面編寫本地方法的時候引入了jni.h文件。

f.運行程序

java HelloWorld就ok了！