全面了解Java中Native关键字的作用

叁歲伎倆 2022-05-17 07:58 100阅读 0赞

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

1	public 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：

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：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>1</p> <p>2</p> <p>3</p> <p>4</p> <p>5</p> </td> 
   <td> <p><code>Exception in thread </code><code>"main"</code> <code>java.lang.UnsatisfiedLinkError: no HelloNative in java.library.path</code></p> <p><code>&nbsp;&nbsp;</code><code>at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(Unknown Source)</code></p> <p><code>&nbsp;&nbsp;</code><code>at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Unknown Source)</code></p> <p><code>&nbsp;&nbsp;</code><code>at java.lang.System.loadLibrary(Unknown Source)</code></p> <p><code>&nbsp;&nbsp;</code><code>at HelloNative.&lt;clinit&gt;(HelloNative.java:</code><code>5</code><code>) </code></p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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][image 1]

就得到了下面的 **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 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：

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

**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

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>1</p> </td> 
   <td> <p><code>gcc -m64 -Wl,--add-stdcall-alias -I</code><code>"C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_71\include"</code> <code>-I</code><code>"C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_71\include\include\win32"</code> <code>-shared -o HelloNative.dll HelloNative.c </code></p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

\-m64表示生成dll库是64位的。然后运行 HelloNative：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>1</p> </td> 
   <td> <p><code>java HelloNative </code></p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

终于成功地可以看到控制台打印如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>1</p> </td> 
   <td> <p><code>Hello，JNI </code></p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

三、JNI 调用 C 流程图

[![bcb73bae6bab68e56b227f6f0e6993fb.png][]][bcb73bae6bab68e56b227f6f0e6993fb.png 1]

**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。

1。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

2。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。

[image]: /images/20220517/90540d9f24114b188b3eef395235ef2d.png
[image 1]: /images/20220517/e4794b66dbfd4bac9df9d2edf8bf1692.png
[bcb73bae6bab68e56b227f6f0e6993fb.png]: /images/20220517/66d470f24fdd45cf90c7a1cbcc906e63.png
[bcb73bae6bab68e56b227f6f0e6993fb.png 1]: https://files.jb51.net/file_images/article/201607/2016072510513335.png