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今天花了兩個小時把一份關(guān)于什么是
Native Method的英文文章好好了讀了一遍,以下是我依據(jù)原文的理解。
一. 什么是
Native Method
簡單地講,一個
Native Method就是一個
java調(diào)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(xiàn)由非
java語言實現(xiàn),比如C。這個特征并非
java所特有,很多其它的編程語言都有這一機制,比如在C++中,你可以用extern "C"告知C++編譯器去調(diào)用一個C的函數(shù)。
"A
native method is a
Java method whose implementation is provided by non-
java code."
在定義一個
native method時,并不提供實現(xiàn)體(有些像定義一個
java interface),因為其實現(xiàn)體是由非
java語言在外面實現(xiàn)的。,下面給了一個示例:
public class IHave
Natives
{
native public void
Native1( int x ) ;
native static public long
Native2() ;
native synchronized private float
Native3( Object o ) ;
native void
Native4( int[] ary ) throws Exception ;
}
這些方法的聲明描述了一些非
java代碼在這些
java代碼里看起來像什么樣子(view).
標識符
native可以與所有其它的
java標識符連用,但是abstract除外。這是合理的,因為
native暗示這些方法是有實現(xiàn)體的,只不過這些實現(xiàn)體是非
java的,但是abstract卻顯然的指明這些方法無實現(xiàn)體。
native與其它
java標識符連用時,其意義同非
Native Method并無差別,比如
native static表明這個方法可以在不產(chǎn)生類的實例時直接調(diào)用,這非常方便,比如當你想用一個
native method去調(diào)用一個C的類庫時。上面的第三個方法用到了
native synchronized,JVM在進入這個方法的實現(xiàn)體之前會執(zhí)行同步鎖機制(就像
java的多線程。)
一個
native method方法可以返回任何
java類型,包括非基本類型,而且同樣可以進行異常控制。這些方法的實現(xiàn)體可以制一個異常并且將其拋出,這一點與
java的方法非常相似。當一個
native method接收到一些非基本類型時如Object或一個整型數(shù)組時,這個方法可以訪問這非些基本型的內(nèi)部,但是這將使這個
native方法依賴于你所訪問的
java類的實現(xiàn)。有一點要牢牢記住:我們可以在一個
native method的本地實現(xiàn)中訪問所有的
java特性,但是這要依賴于你所訪問的
java特性的實現(xiàn),而且這樣做遠遠不如在
java語言中使用那些特性方便和容易。
native method的存在并不會對其他類調(diào)用這些本地方法產(chǎn)生任何影響,實際上調(diào)用這些方法的其他類甚至不知道它所調(diào)用的是一個本地方法。JVM將控制調(diào)用本地方法的所有細節(jié)。需要注意當我們將一個本地方法聲明為final的情況。用
java實現(xiàn)的方法體在被編譯時可能會因為內(nèi)聯(lián)而產(chǎn)生效率上的提升。但是一個
native final方法是否也能獲得這樣的好處卻是值得懷疑的,但是這只是一個代碼優(yōu)化方面的問題,對功能實現(xiàn)沒有影響。
如果一個含有本地方法的類被繼承,子類會繼承這個本地方法并且可以用
java語言重寫這個方法(這個似乎看起來有些奇怪),同樣的如果一個本地方法被fianl標識,它被繼承后不能被重寫。
本地方法非常有用,因為它有效地擴充了jvm.事實上,我們所寫的
java代碼已經(jīng)用到了本地方法,在sun的
java的并發(fā)(多線程)的機制實現(xiàn)中,許多與操作系統(tǒng)的接觸點都用到了本地方法,這使得
java程序能夠超越
java運行時的界限。有了本地方法,
java程序可以做任何應用層次的任務(wù)。
二.為什么要使用
Native Method
java使用起來非常方便,然而有些層次的任務(wù)用
java實現(xiàn)起來不容易,或者我們對程序的效率很在意時,問題就來了。
與
java環(huán)境外交互:
有時
java應用需要與
java外面的環(huán)境交互。這是本地方法存在的主要原因,你可以想想
java需要與一些底層系統(tǒng)如操作系統(tǒng)或某些硬件交換信息時的情況。本地方法正是這樣一種交流機制:它為我們提供了一個非常簡潔的接口,而且我們無需去了解
java應用之外的繁瑣的細節(jié)。
與操作系統(tǒng)交互:
JVM支持著
java語言本身和運行時庫,它是
java程序賴以生存的平臺,它由一個解釋器(解釋字節(jié)碼)和一些連接到本地代碼的庫組成。然而不管怎 樣,它畢竟不是一個完整的系統(tǒng),它經(jīng)常依賴于一些底層(underneath在下面的)系統(tǒng)的支持。這些底層系統(tǒng)常常是強大的操作系統(tǒng)。通過使用本地方法,我們得以用
java實現(xiàn)了jre的與底層系統(tǒng)的交互,甚至JVM的一些部分就是用C寫的,還有,如果我們要使用一些
java語言本身沒有提供封裝的操作系統(tǒng)的特性時,我們也需要使用本地方法。
Sun's
Java
Sun的解釋器是用C實現(xiàn)的,這使得它能像一些普通的C一樣與外部交互。jre大部分是用
java實現(xiàn)的,它也通過一些本地方法與外界交互。例如:類
java.lang.Thread 的 setPriority()方法是用
java實現(xiàn)的,但是它實現(xiàn)調(diào)用的是該類里的本地方法setPriority0()。這個本地方法是用C實現(xiàn)的,并被植入JVM內(nèi)部,在Windows 95的平臺上,這個本地方法最終將調(diào)用Win32 SetPriority() API。這是一個本地方法的具體實現(xiàn)由JVM直接提供,更多的情況是本地方法由外部的動態(tài)鏈接庫(external dynamic link library)提供,然后被JVM調(diào)用。
三.JVM怎樣使
Native Method跑起來:
我們知道,當一個類第一次被使用到時,這個類的字節(jié)碼會被加載到內(nèi)存,并且只會回載一次。在這個被加載的字節(jié)碼的入口維持著一個該類所有方法描述符的list,這些方法描述符包含這樣一些信息:方法代碼存于何處,它有哪些參數(shù),方法的描述符(public之類)等等。
如果一個方法描述符內(nèi)有
native,這個描述符塊將有一個指向該方法的實現(xiàn)的指針。這些實現(xiàn)在一些DLL文件內(nèi),但是它們會被操作系統(tǒng)加載到
java程序的地址空間。當一個帶有本地方法的類被加載時,其相關(guān)的DLL并未被加載,因此指向方法實現(xiàn)的指針并不會被設(shè)置。當本地方法被調(diào)用之前,這些DLL才會被加載,這是通過調(diào)用
java.system.loadLibrary()實現(xiàn)的。
最后需要提示的是,使用本地方法是有開銷的,它喪失了
java的很多好處。如果別無選擇,我們可以選擇使用本地方法。