本篇博客我們將介紹Java中的一個(gè)關(guān)鍵字——native。

native 關(guān)鍵字在 JDK 源碼中很多類中都有，在 Object.java類中，其 getClass() 方法、hashCode()方法、clone() 方法等等都是用 native 關(guān)鍵字修飾的。

public final native Class<?> getClass();
public native int hashCode();
protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

那么為什么要用 native 來(lái)修飾方法，這樣做有什么用？

1、JNI：Java Native Interface

在介紹 native 之前，我們先了解什么是 JNI。

一般情況下，我們完全可以使用 Java 語(yǔ)言編寫程序，但某些情況下，Java 可能會(huì)不滿足應(yīng)用程序的需求，或者是不能更好的滿足需求，比如：

• ①、標(biāo)準(zhǔn)的 Java 類庫(kù)不支持應(yīng)用程序平臺(tái)所需的平臺(tái)相關(guān)功能。
• ②、我們已經(jīng)用另一種語(yǔ)言編寫了一個(gè)類庫(kù)，如何用Java代碼調(diào)用？
• ③、某些運(yùn)行次數(shù)特別多的方法代碼，為了加快性能，我們需要用更接近硬件的語(yǔ)言（比如匯編）編寫。

上面這三種需求，其實(shí)說(shuō)到底就是如何用 Java 代碼調(diào)用不同語(yǔ)言編寫的代碼。那么 JNI 應(yīng)運(yùn)而生了。

從Java 1.1開始，Java Native Interface (JNI)標(biāo)準(zhǔn)就成為java平臺(tái)的一部分，它允許Java代碼和其他語(yǔ)言寫的代碼進(jìn)行交互。JNI一開始是為了本地已編譯語(yǔ)言，尤其是C和C++而設(shè)計(jì) 的，但是它并不妨礙你使用其他語(yǔ)言，只要調(diào)用約定受支持就可以了。使用java與本地已編譯的代碼交互，通常會(huì)喪失平臺(tái)可移植性。但是，有些情況下這樣做是可以接受的，甚至是必須的，比如，使用一些舊的庫(kù)，與硬件、操作系統(tǒng)進(jìn)行交互，或者為了提高程序的性能。JNI標(biāo)準(zhǔn)至少保證本地代碼能工作在任何Java 虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)下?！　?/p>

通過(guò) JNI，我們就可以通過(guò) Java 程序（代碼）調(diào)用到操作系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的庫(kù)函數(shù)，從而與其他技術(shù)和系統(tǒng)交互，使用其他技術(shù)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)的功能；同時(shí)其他技術(shù)和系統(tǒng)也可以通過(guò) JNI 提供的相應(yīng)原生接口開調(diào)用 Java 應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的功能。

在windows系統(tǒng)上，一般可執(zhí)行的應(yīng)用程序都是基于 native 的PE結(jié)構(gòu)，windows上的 JVM也是基于native結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。Java應(yīng)用體系都是構(gòu)建于 JVM 之上。　　

可能有人會(huì)問(wèn)，Java不是跨平臺(tái)的嗎？如果用 JNI，那么程序不就將失去跨平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)?確實(shí)是這樣的。

JNI 的缺點(diǎn)：

①、程序不再跨平臺(tái)。要想跨平臺(tái)，必須在不同的系統(tǒng)環(huán)境下重新編譯本地語(yǔ)言部分。

②、程序不再是絕對(duì)安全的，本地代碼的不當(dāng)使用可能導(dǎo)致整個(gè)程序崩潰。一個(gè)通用規(guī)則是，你應(yīng)該讓本地方法集中在少數(shù)幾個(gè)類當(dāng)中。這樣就降低了JAVA和C之間的耦合性。

目前來(lái)講使用 JNI 的缺點(diǎn)相對(duì)于優(yōu)點(diǎn)還是可以接受的，可能后面隨著 Java 的技術(shù)發(fā)展，我們不在需要 JNI，但是目前 JDK 還是一直提供對(duì) JNI 標(biāo)準(zhǔn)的支持。

2、用C語(yǔ)言編寫程序本地方法

上面講解了什么是 JNI，那么我們接下來(lái)就寫個(gè)例子，如何用 Java 代碼調(diào)用本地的 C 程序。

官方文檔如下：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/jni/spec/jniTOC.html

步驟如下：

①、編寫帶有 native 聲明的方法的java類，生成.java文件；(注意這里出現(xiàn)了 native 聲明的方法關(guān)鍵字）

②、使用 javac 命令編譯所編寫的java類，生成.class文件；

③、使用 javah -jni java類名 生成擴(kuò)展名為 h 的頭文件，也即生成.h文件；

④、使用C/C++（或者其他編程想語(yǔ)言）實(shí)現(xiàn)本地方法，創(chuàng)建.h文件的實(shí)現(xiàn)，也就是創(chuàng)建.cpp文件實(shí)現(xiàn).h文件中的方法；

⑤、將C/C++編寫的文件生成動(dòng)態(tài)連接庫(kù)，生成dll文件；

下面我們通過(guò)一個(gè) HelloWorld 程序的調(diào)用來(lái)完成這幾個(gè)步驟。

注意：下面所有操作都是在所有操作都是在目錄：D:\JNI 下進(jìn)行的。

一、編寫帶有native聲明的方法的java類

public class HelloJNI {
    //native 關(guān)鍵字告訴 JVM 調(diào)用的是該方法在外部定義
    private native void helloJNI();

    static{
        System.loadLibrary("helloJNI");//載入本地庫(kù)
    }
    public static void main(String[] args) {
        HelloJNI jni = new HelloJNI();
        jni.helloJNI();
    }

}

用 native 聲明的方法表示告知 JVM 調(diào)用，該方法在外部定義，也就是我們會(huì)用 C 語(yǔ)言去實(shí)現(xiàn)。

System.loadLibrary("helloJNI");加載動(dòng)態(tài)庫(kù)，參數(shù) helloJNI 是動(dòng)態(tài)庫(kù)的名字。我們可以這樣理解：程序中的方法helloJNI() 在程序中沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，但是我們下面要調(diào)用這個(gè)方法，怎么辦呢？我們就需要對(duì)這個(gè)方法進(jìn)行初始化，所以用 static 代碼塊進(jìn)行初始化。

這時(shí)候如果我們直接運(yùn)行該程序，會(huì)報(bào)“A Java Exception has occurred”錯(cuò)誤：　　

二、使用javac命令編譯所編寫的java類，生成.class文件

執(zhí)行上述命令后，生成 HelloJNI.class 文件：

三、使用javah -jni java類名生成擴(kuò)展名為 h 的頭文件

執(zhí)行上述命令后，在 D:/JNI 目錄下多出了個(gè) HelloJNI.h 文件：

四、使用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)本地方法

如果不想安裝visual studio的，我們需要在 windows平臺(tái)安裝 gcc。

注意安裝版本的選擇，根據(jù)系統(tǒng)是32位還是64位來(lái)選擇。64位點(diǎn)擊下載。

安裝完成之后注意配置環(huán)境變量，在 cmd 中輸入 g++ -v，如果出現(xiàn)如下信息，則安裝配置完成：　　

接著輸入如下命令：

gcc -m64  -Wl,--add-stdcall-alias -I"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_152\include" -I"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_152\include\include\win32" -shared -o helloJNI.dll helloJNI.c

-m64表示生成dll庫(kù)是64位的。后面的路徑表示本機(jī)安裝的JDK路徑。生成之后多了一個(gè)helloJNI.dll 文件

最后運(yùn)行 HelloJNI：輸出 Hello JNI! 大功告成。　　

3、JNI調(diào)用C的流程圖

4、native關(guān)鍵字

通過(guò)上面介紹了那么多JNI的知識(shí)，終于到介紹本篇文章的主角——native 關(guān)鍵字了。相信大家看完上面的介紹，應(yīng)該也是知道什么是 native 了吧。

native 用來(lái)修飾方法，用 native 聲明的方法表示告知 JVM 調(diào)用，該方法在外部定義，我們可以用任何語(yǔ)言去實(shí)現(xiàn)它。簡(jiǎn)單地講，一個(gè)native Method就是一個(gè) Java 調(diào)用非 Java 代碼的接口。

native 語(yǔ)法：

①、修飾方法的位置必須在返回類型之前，和其余的方法控制符前后關(guān)系不受限制。

②、不能用 abstract 修飾，也沒(méi)有方法體，也沒(méi)有左右大括號(hào)。

③、返回值可以是任意類型

我們?cè)谌粘＞幊讨锌吹絥ative修飾的方法，只需要知道這個(gè)方法的作用是什么，至于別的就不用管了，操作系統(tǒng)會(huì)給我們實(shí)現(xiàn)。

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來(lái)幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容!

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