native是一个计算机函式,一个Native Method就是一个Java调用非Java代码的接口。方法的实现由非Java语言实现,比如C或C++。
基本介绍
- 中文名原生方法
- 外文名native
- 类型计算机术语
- 软体Java
Native Method(原生方法)
"A native method is a Java method whose implementation is provided by non-java code."
在定义一个native method时,并不提供实现体(有些像定义一个Java Interface),因为其实现体是由非Java语言在外面实现的。下面给了一个示例
public class IHaveNatives{ 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 ;}
这些方法的声明描述了一些非Java代码在这些Java代码里看起来像什幺样子(view).
标识符native可以与所有其它的java标识符连用,abstract除外。这是合理的,因为native暗示这些方法是有实现体的,只不过这些实现体是非java的,abstract却显然的指明这些方法无实现体。native与其它java标识符连用时,其意义同非Native Method并无差别,比如native static表明这个方法可以在不产生类的实例时直接调用,这非常方便,比如当你想用一个native method去调用一个C的类库时。上面的第三个方法用到了native synchronized,JVM在进入这个方法的实现体之前会执行同步锁机制(就像java的多执行绪。)
一个native method方法可以返回任何java类型,包括非基本类型,而且同样可以进行异常控制。这些方法的实现体可以制一个异常并且将其抛出,这一点与java的方法非常相似。当一个native method接收到一些非基本类型时如Object或一个整型数组时,这个方法可以访问这些非基本型的内部,这将使这个native方法依赖于你所访问的java类的实现。有一点要牢牢记住我们可以在一个native method的本地实现中访问所有的java特性,这要依赖于你所访问的java特性的实现,而且这样做远远不如在java语言中使用那些特性方便和容易。
native method的存在并不会对其他类调用这些本地方法产生任何影响,实际上调用这些方法的其他类甚至不知道它所调用的是一个本地方法。JVM将控制调用本地方法的所有细节。需要注意当我们将一个本地方法声明为final的情况。用java实现的方法体在被编译时可能会因为内联而产生效率上的提升。一个native final方法是否也能获得这样的好处却是值得怀疑的,这只是一个代码最佳化方面的问题,对功能实现没有影响。
如果一个含有本地方法的类被继承,子类会继承这个本地方法并且可以用java语言重写这个方法(这个似乎看起来有些奇怪),同样的如果一个本地方法被final标识,它被继承后不能被重写。
本地方法非常有用,因为它有效地扩充了JVM。事实上,我们所写的Java代码已经用到了本地方法,在Sun的Java的并发(多执行绪)的机制实现中,许多与作业系统的接触点都用到了本地方法,这使得java程式能够超越Java运行时的界限。有了本地方法,Java程式可以做任何套用层次的任务。
Native Method特点
Java使用起来非常方便,有些层次的任务用Java实现起来不容易,或者我们对程式的效率很在意时,问题就来了。
与Java环境外互动
有时Java套用需要与java外面的环境互动。这是本地方法存在的主要原因,你可以想想Java需要与一些底层系统如作业系统或某些硬体交换信息时的情况。本地方法正是这样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套用之外的繁琐的细节。
与作业系统互动
JVM支持着Java语言本身和运行时库,它是Java程式赖以生存的平台,它由一个解释器(解释位元组码)和一些连线到本地代码的库组成。不管怎样,它毕竟不是一个完整的系统,它经常依赖于一些底层(underneath在下面的)系统的支持。这些底层系统常常是强大的作业系统。通过使用本地方法,我们得以用Java实现了JRE的与底层系统的互动,甚至JVM的一些部分就是用C++写的,还有,如果我们要使用一些java语言本身没有提供封装的作业系统的特性时,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一样与外部互动。jre大部分是用java实现的,它也通过一些本地方法与外界互动。例如类java.lang.Thread 的 setPriority()方法是用java实现的,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程式库(external dynamic link library)提供,然后被JVM调用。
JVM与Native Method
我们知道,当一个类第一次被使用到时,这个类的位元组码会被载入到记忆体,并且只会回载一次。在这个被载入的位元组码的入口维持着一个该类所有方法描述符的list,这些方法描述符包含这样一些信息方法代码存于何处,它有哪些参数,方法的描述符(public之类)等等。
如果一个方法描述符内有native,这个描述符块将有一个指向该方法的实现的指针。这些实现在一些DLL档案内,它们会被作业系统载入到java程式的地址空间。当一个带有本地方法的类被载入时,其相关的DLL并未被载入,指向方法实现的指针并不会被设定。当本地方法被调用之前,这些DLL才会被载入,这是通过调用java.system.loadLibrary()实现的。
需要提示的是,使用本地方法是有开销的,它丧失了java的很多好处。如果别无选择,我们可以选择使用本地方法。