Question

如果我们查看Java Object类，那么我们可以找到一些方法，如：

public native int hashCode()
protected native Object clone()

这些本地人是什么以及这些方法如何运作？

Answer 1

这些方法是 Intrinsic 或在“本机”代码中用Java编写，即特定于给定机器。

您提到的是 Intrinsic 和JDK的一部分，但您也可以使用Java Native Interface（JNI）自己编写本机方法。这通常会使用C来编写方法，但是许多其他语言（例如python）允许您以相当容易的方式编写方法。代码以这种方式编写，无论是为了提高性能，还是因为它需要访问平台特定的基础结构，而这些基础结构无法在普通的java中完成。

在hashcode()的情况下，这是由JVM实现的。这是因为哈希码通常只与JVM知道的东西有关。在早期的JVM中，这与对象在内存中的位置有关 - 在其他JVM上，Object可能在内存中移动，因此可能会使用更复杂（但仍然非常快）的方案。

Answer 2

大多数原生方法都是使用其他答案中提到的JNI实现的。

但是，Object.hashCode等性能关键方法通常作为内在函数实现。当字节代码被编译成机器代码时，Java编译器识别方法调用并直接内联适当的代码。这显然要比通过JNI获得一个简单的方法快得多。

许多人会声称Object.hashCode会在内存中返回对象表示的地址。在现代实现中，对象实际上在内存中移动而是使用对象标题的一个区域来存储该值，该值可能是在首次请求该值时从内存地址延迟导出的。

Answer 3

本机方法主要在C中实现，并编译为直接在计算机上运行的本机代码。这与普通方法形成对比，普通方法在Java中实现并编译为Java字节代码，由Java虚拟机（JVM）执行。

要从Java接口这些方法，您需要使用Java Native Interface (JNI)。

本机代码主要用于访问低级别的东西。在 hashCode 的情况下，这是内存中对象的地址。我对 clone 的猜测是它将原始内存从give对象复制到克隆对象。本机代码的其他用途是用于访问OS功能或硬件。

使用本机代码的缺点是您失去了JVM的安全性，即您的程序可能会因本机代码中的错误而崩溃或出现安全漏洞。

Answer 4

这些本地人是什么以及这些方法如何运作？

最小的例子让事情变得更加清晰：

<强> Main.java ：

public class Main {
    public native int square(int i);
    public static void main(String[] args) {
        System.loadLibrary("Main");
        System.out.println(new Main().square(2));
    }
}

<强> MAIN.C ：

#include <jni.h>
#include "Main.h"

JNIEXPORT jint JNICALL Java_Main_square(
    JNIEnv *env, jobject obj, jint i) {
  return i * i;
}

编译并运行：

sudo apt-get install build-essential openjdk-7-jdk
export JAVA_HOME='/usr/lib/jvm/java-7-openjdk-amd64'
javac Main.java
javah -jni Main
gcc -shared -fpic -o libMain.so -I${JAVA_HOME}/include \
  -I${JAVA_HOME}/include/linux Main.c
java -Djava.library.path=. Main

<强>输出：

在Ubuntu 14.04上测试过。还使用了Oracle JDK 1.8.0_45。

Example on GitHub让你玩。

<强>解释：

它允许您：

使用Java
并将结果反馈回Java

这可以用于：

使用更好的CPU汇编指令（不是CPU便携式）在关键部分写入更快的代码
进行直接系统调用（不是OS便携式）

与较低的便携性进行权衡。

您也可以从C调用Java，但必须先在C中创建JVM：How to call Java functions from C++?

OpenJDK 8中的示例

让我们找到jdk8u60-b27中定义Object#clone的位置。

首先我们找到：

find . -name Object.java

引导我们jdk/src/share/classes/java/lang/Object.java#l212：

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

现在是困难的部分，找到克隆在所有间接中的位置。帮助我的查询是：

find . -iname object.c

可以找到可能实现Object的本机方法的C或C ++文件。它引导我们jdk/share/native/java/lang/Object.c#l47：

static JNINativeMethod methods[] = {
    ...
    {"clone",       "()Ljava/lang/Object;",   (void *)&JVM_Clone},
};

JNIEXPORT void JNICALL
Java_java_lang_Object_registerNatives(JNIEnv *env, jclass cls)
{
    (*env)->RegisterNatives(env, cls,
                            methods, sizeof(methods)/sizeof(methods[0]));
}

引导我们转到JVM_Clone符号：

grep -R JVM_Clone

引导我们hotspot/src/share/vm/prims/jvm.cpp#l580：

JVM_ENTRY(jobject, JVM_Clone(JNIEnv* env, jobject handle))
    JVMWrapper("JVM_Clone");

在扩展了一堆宏之后，我们得出结论，这是定义点。

Answer 5

Java中的本机方法是使用“Java Native Interface”实现的，称为JNI。

什么是Java中的本机实现？

5 个答案: