Question

在玩this puzzle（这是一个Java关键字琐事游戏）时，我遇到了native关键字。

Java中使用的native关键字是什么？

Answer 1

它标记了一种方法，它将用其他语言实现，而不是用Java实现。它与JNI（Java Native Interface）一起使用。

过去使用本机方法来编写性能关键部分，但随着Java变得越来越快，现在不太常见了。

目前需要原生方法

您需要从Java调用用其他语言编写的库。
您需要访问只能从其他语言（通常为C）访问的系统或硬件资源。实际上，许多与真实计算机（例如磁盘和网络IO）交互的系统功能只能这样做，因为它们调用本机代码。

另见 Java Native Interface Specification

Answer 2

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 AMD64上测试。还使用了Oracle JDK 1.8.0_45。

Example on GitHub让你玩。

Java包/文件名中的下划线必须在C函数名称中使用_1进行转义，如下所述：Invoking JNI functions in Android package name containing underscore

<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++?

Android NDK

这个概念在这个上下文中是完全相同的，除了你必须使用Android样板来设置它。

官方NDK存储库包含“规范”示例，例如hello-jni app：

在Android O上使用NDK的unzip和.apk，您可以看到与.so下的本机代码对应的预编译lib/arm64-v8a/libnative-lib.so。

TODO确认：此外，file /data/app/com.android.appname-*/oat/arm64/base.odex表示它是一个共享库，我认为是AOT预编译的.dex对应于ART中的Java文件，另请参阅：What are ODEX files in Android?所以也许Java实际上也是通过native界面运行的？

OpenJDK 8中的示例

让我们找到jdk8u60-b27中定义Object#clone的位置。

我们将得出结论，它是通过native调用实现的。

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 3

native关键字应用于方法，以指示使用JNI（Java Native Interface）在本机代码中实现该方法。

Answer 4

直接来自the Java Language Specification：

native方法是在依赖于平台的代码中实现的，通常用其他编程语言编写，例如C，C ++，FORTRAN或汇编语言。 native方法的主体仅以分号给出，表示省略了实现，而不是块。

Answer 5

正如SLaks所回答，native关键字用于调用本机代码。

它也被GWT用于实现javascript方法。

Answer 6

实现本机代码的函数被声明为本机。

Java Native Interface（JNI）是一个编程框架，它使在Java虚拟机（JVM）中运行的Java代码能够调用本机应用程序（特定于硬件和操作系统平台的程序）并由其调用。用其他语言编写的库，如C，C ++和汇编。

http://en.wikipedia.org/wiki/Java_Native_Interface

Answer 7

NATIVE是非访问修饰符。它只能应用于METHOD。它表示方法或代码的PLATFORM-DEPENDENT实现。

Answer 8

native是java中的一个关键字，用于制作未实现的结构（方法），如抽象，但它将依赖于平台，如本机代码，从本机堆栈执行而不是java堆栈。

Answer 9

由于功能或性能原因，Java native方法为Java代码提供了一种调用OS本机代码的机制。

示例：

java.lang.Rutime（source code on github）包含以下本机方法定义

606  public native int availableProcessors();
617  public native long freeMemory();
630  public native long totalMemory();
641  public native long maxMemory();
664  public native void gc();

在Runtime.class中OpenJDK的相应JAVA_HOME/jmods/java.base.jmod/classes/java/lang/Runtime.class文件中，包含这些方法并用ACC_NATIVE（0x0100）标记，并且这些方法不包含Code attribute，这意味着这些方法在Runtime.class文件中没有任何实际的编码逻辑：

方法13 availableProcessors：标记为本机且没有代码属性
方法14 freeMemory：标记为本机且没有代码属性
方法15 totalMemory：标记为本机且没有Code属性
方法16 maxMemory：标记为本机且没有Code属性
方法17 gc：标记为本机且没有代码属性

实际上，编码逻辑在相应的Runtime.c文件中：

42  #include "java_lang_Runtime.h"
43
44  JNIEXPORT jlong JNICALL
45  Java_java_lang_Runtime_freeMemory(JNIEnv *env, jobject this)
46  {
47      return JVM_FreeMemory();
48  }
49
50  JNIEXPORT jlong JNICALL
51  Java_java_lang_Runtime_totalMemory(JNIEnv *env, jobject this)
52  {
53      return JVM_TotalMemory();
54  }
55
56  JNIEXPORT jlong JNICALL
57  Java_java_lang_Runtime_maxMemory(JNIEnv *env, jobject this)
58  {
59      return JVM_MaxMemory();
60  }
61
62  JNIEXPORT void JNICALL
63  Java_java_lang_Runtime_gc(JNIEnv *env, jobject this)
64  {
65      JVM_GC();
66  }
67  
68  JNIEXPORT jint JNICALL
69  Java_java_lang_Runtime_availableProcessors(JNIEnv *env, jobject this)
70  {
71      return JVM_ActiveProcessorCount();
72  }

这些C编码被编译到位于libjava.so的{{1}}（Linux）或libjava.dll（Windows）文件中：

参考

Java Native Methods Essentials

Java中的native关键字是什么？

9 个答案: