牛逼的程序员都这么写Java方法的。。。

阳光穿透心脏的1/2处 2022-09-10 06:22 172阅读 0赞

哈喽，大家好，我是指北君。不知道大家开发过程中，有没有写过不是Java语言实现的方法，没有不要紧，因为指北君百分之百相信你一定用过不是Java语言实现的方法，为什么这么肯定呢？

我们前面在介绍 JDK 源码 Object.class 类的时候，讲过 getClass() 方法、hashCode()方法、clone() 方法，其中方法签名如下：

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

你敢说你没用过这些方法？如果你用过，那你就是一定用过不是Java语言编写的方法。  
答案就是【native】关键词，用此关键词修饰的方法，多数情况就不是用Java实现的。  
那么为什么要用 native 来修饰方法，这样做有什么用？

### 1、JNI：Java Native Interface ###

在介绍 native 之前，我们先了解什么是 JNI。

一般情况下，我们完全可以使用 Java 语言编写程序，但某些情况下，Java 可能会不满足应用程序的需求，或者是不能更好的满足需求，比如：

①、标准的 Java 类库不支持应用程序平台所需的平台相关功能。

②、我们已经用另一种语言编写了一个类库，如何用Java代码调用？

③、某些运行次数特别多的方法代码，为了加快性能，我们需要用更接近硬件的语言（比如汇编）编写。

上面这三种需求，其实说到底就是如何用 Java 代码调用不同语言编写的代码。那么 JNI 应运而生了。

从Java 1.1开始，Java Native Interface (JNI)标准就成为java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI一开始是为了本地已编译语言，尤其是C和C++而设计 的，但是它并不妨碍你使用其他语言，只要调用约定受支持就可以了。使用java与本地已编译的代码交互，通常会丧失平台可移植性。但是，有些情况下这样做是可以接受的，甚至是必须的，比如，使用一些旧的库，与硬件、操作系统进行交互，或者为了提高程序的性能。JNI标准至少保证本地代码能工作在任何Java 虚拟机实现下。

![059ad6224d8b31c9a143cd92ecbfc079.png][]  
　　通过 JNI，我们就可以通过 Java 程序（代码）调用到操作系统相关的技术实现的库函数，从而与其他技术和系统交互，使用其他技术实现的系统的功能；同时其他技术和系统也可以通过 JNI 提供的相应原生接口开调用 Java 应用系统内部实现的功能。

在windows系统上，一般可执行的应用程序都是基于 native 的PE结构，windows上的 JVM 也是基于native结构实现的。Java应用体系都是构建于 JVM 之上。

![975b659d6fea72206ca495ac5ed7c30e.png][]  
可能有人会问，Java不是跨平台的吗？如果用 JNI，那么程序不就将失去跨平台的优点?确实是这样的。

JNI 的缺点：

①、程序不再跨平台。要想跨平台，必须在不同的系统环境下重新编译本地语言部分。

②、程序不再是绝对安全的，本地代码的不当使用可能导致整个程序崩溃。一个通用规则是，你应该让本地方法集中在少数几个类当中。这样就降低了JAVA和C之间的耦合性。

目前来讲使用 JNI 的缺点相对于优点还是可以接受的，可能后面随着 Java 的技术发展，我们不在需要 JNI，但是目前 JDK 还是一直提供对 JNI 标准的支持。

### 3、用C语言编写程序本地方法 ###

上面讲解了什么是 JNI，那么我们接下来就写个例子，如何用 Java 代码调用本地的 C 程序。

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

步骤如下：

①、编写带有 native 声明的方法的java类，生成.java文件；(注意这里出现了 native 声明的方法关键字）

②、使用 javac 命令编译所编写的java类，生成.class文件；

③、使用 javah -jni  java类名 生成扩展名为 h 的头文件，也即生成.h文件；

④、使用C/C++（或者其他编程语言）实现本地方法，创建.h文件的实现，也就是创建.cpp文件实现.h文件中的方法；

⑤、将C/C++编写的文件生成动态连接库，生成dll文件；

下面我们通过一个 HelloWorld 程序的调用来完成这几个步骤。

注意：下面所有操作都是在所有操作都是在目录：D:\\JNI 下进行的。

一、编写带有 native 声明的方法的java类

public class HelloJNI {
        //native 关键字告诉 JVM 调用的是该方法在外部定义
        private native void helloJNI();
    
        static{
            System.loadLibrary("helloJNI");//载入本地库
        }
        public static void main(String[] args) {
            HelloJNI jni = new HelloJNI();
            jni.helloJNI();
        }
    
    }

用 native 声明的方法表示告知 JVM 调用，该方法在外部定义，也就是我们会用 C 语言去实现。

System.loadLibrary("helloJNI");加载动态库，参数 helloJNI 是动态库的名字。我们可以这样理解：程序中的方法 helloJNI() 在程序中没有实现，但是我们下面要调用这个方法，怎么办呢？我们就需要对这个方法进行初始化，所以用 static 代码块进行初始化。

这时候如果我们直接运行该程序，会报“A Java Exception has occurred”错误：

![1fc65306f1b9a7dca4d8b60063d88daf.png][]  
　二、使用 javac 命令编译所编写的java类，生成.class文件

![45364ff2e2e235296f6cee1a3deb339a.png][]  
　　执行上述命令后，生成 HelloJNI.class 文件：

![97792931eb02b02287a6dba2b224253f.png][]  
　三、使用 javah -jni  java类名 生成扩展名为 h 的头文件

![5d630f1f8c4f370b266f635110f0e233.png][]  
　　执行上述命令后，在 D:/JNI 目录下多出了个 HelloJNI.h 文件：

![6ea13e12d7f7a2f43a28e798a95aed1f.png][]  
四、使用C语言实现本地方法 　　如果不想安装visual studio 的，我们需要在 windows平台安装 gcc。

安装教程如下：http://blog.csdn.net/altland/article/details/63252757

注意安装版本的选择，根据系统是32位还是64位来选择。64位点击下载。

安装完成之后注意配置环境变量，在 cmd 中输入 g++ -v，如果出现如下信息，则安装配置完成：

![dac2b24b46c953445a627897fc8ba406.png][]  
　　接着输入如下命令：

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库是64位的。后面的路径表示本机安装的JDK路径。生成之后多了一个helloJNI.dll 文件

![04023a49bd4b42639b6af5f83baedcc7.png][]  
　　最后运行 HelloJNI：输出 Hello JNI! 大功告成。

![9ac1824a9c65de5979a50a6d43939bb9.png][]

### 4、JNI调用C的流程图 ###

![1fe642d2da4eb6f4d195716c0dbe1f02.png][]  
　　图片引用自：https://www.cnblogs.com/Qian123/p/5702574.html

### 5、native关键字 ###

通过上面介绍了那么多JNI的知识，终于到介绍本篇文章的主角——native 关键字了。相信大家看完上面的介绍，应该也是知道什么是 native 了吧。

native 用来修饰方法，用 native 声明的方法表示告知 JVM 调用，该方法在外部定义，我们可以用任何语言去实现它。简单地讲，一个native Method就是一个 Java 调用非 Java 代码的接口。

native 语法：

①、修饰方法的位置必须在返回类型之前，和其余的方法控制符前后关系不受限制。

②、不能用 abstract 修饰，也没有方法体，也没有左右大括号。

③、返回值可以是任意类型

我们在日常编程中看到native修饰的方法，只需要知道这个方法的作用是什么，至于别的就不用管了，操作系统会给我们实现。

### 6、小结 ###

好了，这就是Java中对 native 关键词的介绍。指北君后续的文章会给大家介绍Java中的各种关键字。

我是指北君，操千曲而后晓声，观千剑而后识器。感谢各位人才的：点赞、收藏和评论，我们下期更精彩！

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