java native關鍵字

 

1、認識 native 即 JNI,Java Native Interface

凡是一種語言，都但願是純。好比解決某一個方案都喜歡就單單這個語言來寫便可。Java平臺有個用戶和本地C代碼進行互操做的API，稱爲Java Native Interface (Java本地接口)。

2、用 Java 調用 C 的「Hello，JNI」

咱們須要按照下班方便的步驟進行：

一、建立一個Java類，裏面包含着一個 native 的方法和加載庫的方法 loadLibrary。HelloNative.java 代碼以下：

public class HelloNative
{
  static
  {
    System.loadLibrary("HelloNative");
  }
   
  public static native void sayHello();
   
  @SuppressWarnings("static-access")
  public static void main(String[] args)
  {
    new HelloNative().sayHello();
  }
}

首先讓你們注意的是native方法，那個加載庫的到後面也起做用。native 關鍵字告訴編譯器（實際上是JVM）調用的是該方法在外部定義，這裏指的是C。若是你們直接運行這個代碼， JVM會告之：「A Java Exception has occurred.」控制檯輸出以下：

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

這是程序使用它的時候，虛擬機說不知道如何找到sayHello。下面既能夠手動寫，天然泥瓦匠是用

二、運行javah，獲得包含該方法的C聲明頭文件.h

將HelloNative.java ，簡單地 javac javah，如圖

就獲得了下面的 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

三、根據頭文件，寫C實現本地方法。

這裏咱們簡單地實現這個sayHello方法以下：

#include "HelloNative.h"
#include <stdio.h>
 
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloNative_sayHello
{
  printf("Hello，JNI");  
}

四、生成dll共享庫，而後Java程序load庫，調用便可。

在Windows上，MinGW GCC 運行以下

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。而後運行 HelloNative：

java HelloNative

終於成功地能夠看到控制檯打印以下：

Hello，JNI

3、JNI 調用 C 流程圖

4、其餘介紹

native是與C++聯合開發的時候用的！java本身開發不用的！

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，而且被編譯成了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。對於不一樣的平臺它們也是不一樣的。這也是java的底層機制，實際上java就是在不一樣的平臺上調用不一樣的native方法實現對操做系統的訪問的。

1。native 是用作java 和其餘語言（如c++）進行協做時用的也就是native 後的函數的實現不是用java寫的

2。既然都不是java，那就別管它的源代碼了，呵呵

native的意思就是通知操做系統，
這個函數你必須給我實現，由於我要使用。
因此native關鍵字的函數都是操做系統實現的，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，就要一些其餘語言的幫助，這個就是native的做用了

Java不是完美的，Java的不足除了體如今運行速度上要比傳統的C++慢許多以外，Java沒法直接訪問到操做系統底層（如系統硬件等)，爲此Java使用native方法來擴展Java程序的功能。
　　能夠將native方法比做Java程序同Ｃ程序的接口，其實現步驟：
　　

１、在Java中聲明native()方法，而後編譯；　

２、用javah產生一個.h文件；　

３、寫一個.cpp文件實現native導出方法，其中須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）；　

４、將第三步的.cpp文件編譯成動態連接庫文件；　

５、在Java中用System.loadLibrary()方法加載第四步產生的動態連接庫文件，這個native()方法就能夠在Java中被訪問了。

JAVA本地方法適用的狀況

1.爲了使用底層的主機平臺的某個特性，而這個特性不能經過JAVA API訪問

2.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

3.爲了加快程序的性能，而將一段時間敏感的代碼做爲本地方法實現。

 

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。

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！