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suringYu

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jvm学习笔记(四)-本地方法接口

suringYu
2023-11-28 / 0 评论 / 0 点赞 / 106 阅读 / 1,303 字

一、简介

  • 简单地讲,一个Native Method就是一个Java调用非Java代码的接口。
  • 一个Native Method是这样一个Java方法:该方法的实现由非Java语言实现,比如C。这个特征并非Java所特有,很多其他编程语言都有这一机制,比如在C中可以使用extern "C"告知C编译器去调用C的函数。
  • 本地接口的作用是融合不同的编程语言为Java所用,它的初衷是融合C/C++程序。
  • 使用native 修饰的方法都是本地方法
public classIHaveNatlves {

    public native void Native1(int x);

    public native static long Native2();

    private native synchronized float Native3(Object o);

    native void Native4(int[] ary) throws Exception;
}

标识符native可以和所有其他Java修饰符搭配使用,但是abstract除外。abstract修饰的是抽象方法,没有方法实体,但是native方法是有实体,不过不是使用Java实现的,这两者矛盾。

二、为什么要使用Native Method

  • 与Java环境外交互

有时候Java应用需要和Java外面的环境交互,这是本地方法存在的主要原因。如获取操作系统或某些硬件信息情况。本地方法正是这样的一种交流机制:它为我们提供了一个非常简洁的接口,而且我们无需去了解Java应用之外的繁琐的细节。

  • 与操作系统交互

虽然Java运行在JVM上,但是不管怎么样,它不是一个完整的系统,它需要依赖一些底层系统的支持。通过本地方法,我们得以用Java实现了jre的与底层系统的交互,甚至JVM的一部分就是用C写的。如果我们要使用一些Java语言没有封装的操作系统的特性时,我们也需要使用本地方法。

  • Sun’s Java

Sun的解释器是用C实现的,这使得它能像一些普通的C一样与外部交互。jre大部分是用Java实现的,它也通过一些本地方法与外界交互。例如:类java.lang.ThreadsetPriority()方法是用Java实现的,但是它实现调用的是该类里的本地方法setPriority0()。这个本地方法是用C实现的,并被植入JVM内部,在windows 95的平台上,这个本地方法最终将调用win32 setPriority() API。这是一个本地方法的具体实现由JVM直接提供,更多的情况是本地方法由外部的动态链接库
(external dynamic link library)提供,然后被JVM调用。

三、现状

目前该方法使用的越来越少了,除非是与硬件有关的应用,比如通过Java程序驱动打印机或者Java系统管理生产设备,在企业级应用中已经比较少见。因为现在的异构领域间的通信很发达,比如可以使用Socket通信,也可以使用Web service等等,不多做介绍。

本地方法栈

一、简介

  • Java虚拟机栈用于管理Java方法的调用,而本地方法栈用于管理本地方法的调用
  • 本地方法栈,也是线程私有的
  • 允许被实现成固定或者是可动态扩展的内存大小。(在内存溢出方面是相同的)
    • 如果线程请求分配的栈容量超过本地方法栈允许的最大容量,Java虚拟机将会抛出一个 stackoverflowError异常。
    • 如果本地方法栈可以动态扩展,并且在尝试扩展的时候无法申请到足够的内存,或者在创建新的线程时没有足够的内存去创建对应的本地方法栈,那么Java虚拟机将会抛出一个outofMemoryError异常。
  • 本地方法主要是使用C语言实现的。
  • 它的具体做法是Native Method stack中登记native方法,在Execution Engine执行时加载本地方法库。

二、运行权限

  • 当某个线程调用一个本地方法时,它就进入了一个全新的并且不再受虚拟机限制的世界。它和虚拟机拥有同样的权限。
    • 本地方法可以通过本地方法接口来访问虚拟机内部的运行时数据区。
    • 它甚至可以直接使用本地处理器中的寄存器
    • 直接从本地内存的堆中分配任意数量的内存。
  • 并不是所有的JVM都支持本地方法。因为Java虚拟机规范并没有明确要求本地方法栈的使用语言、具体实现方式、数据结构等。如果JVM产品不打算支持native方法,也可以无需实现本地方法栈。
  • ·在Hotspot JVM中,直接将本地方法栈和虚拟机栈合二为一。
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