Java native 关键字

今天在看Thread类,启动线程用的 start()方法，该方法使线程开始执行，jvm 调用这个线程的run方法。（线程不能重复start），而

start()

方法中又调用了

native start0()

方法，该方法没有实现体，其实现体是由非java语言在外面实现的，JVM将控制调用本地方法的所有细节。Object 类中也有很多 native 方法。

JNI

Java Native Interface (JNI)提供了若干的API实现了Java和其他语言的通信（主要是 C&C++）。简单地讲，一个Native Method就是一个java调用非java代码的接口。有了本地方法，java程序可以做任何应用层次的任务。

使用Native Method 原因

有些层次的任务用java实现起来不容易，或者对程序的效率很在意时,如果要使用一些java语言本身没有提供封装的操作系统的特性时，那么也需要使用本地方法。JVM支持着java语言本身和运行时库，它是java程序赖以生存的平台，它由一个解释器（解释字节码）和一些连接到本地代码的库组成，甚至JVM的一些部分就是用C写的。例如类 java.lang.Thread 的setPriority0()方法，这个本地方法是用 C 实现的，并被植入 JVM 内部，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。

JVM如何调用 Native Method

当一个类第一次被使用到时，这个类的字节码会被加载到内存。在这个被加载的字节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文件内，但是它们会被操作系统加载到java程序的地址空间。当一个带有本地方法的类被加载时，其相关的DLL并未被加载，因此指向方法实现的指针并不会被设置。当本地方法被调用之前，这些DLL才会被加载，这是通过调用

java.system.loadLibrary()

实现的。

使用 native 关键字说明这个方法是原生函数，也就是这个方法是用 C/C++ 语言实现的，并且被编译成了DLL，由java去调用。

简单例子

可以将native方法比作Java程序同Ｃ程序的接口，其实现步骤：

　　１、在Java中声明native()方法，然后编译(javac)；

　　２、用 javah 命令产生一个.h文件；

　　３、写一个 .c 文件实现 native 导出方法，其中需要包含第二步产生的.h文件（注意其中又包含了 JDK 带的 jni.h 文件，该文件在

$JAVA_HOME/include

目录下）；

　　４、将第三步的 .c 文件编译成动态链接库文件；

　　５、在 Java 中用 System.loadLibrary() 方法加载第四步产生的动态链接库文件，这个 native() 方法就可以在Java中被访问了。

新建个 Java 文件，内容如下。

public class HelloWorld{

public native void sayHello();
static{
System.loadLibrary("HelloWorld");
}

public static void main(String[] args){
new HelloWorld().sayHello();
}

}

按上面步骤执行命令

javac HelloWorld.java
javah HelloWorld

HelloWorld.h 文件内容

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class HelloWorld */

#ifndef _Included_HelloWorld
#define _Included_HelloWorld
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class:     HelloWorld
* Method:    sayHello
* Signature: ()V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_sayHello
(JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

写个 .c 文件实现 HelloWorld.h 文件中的函数

JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_sayHello(JNIEnv *, jobject);

文件内容如下。

#include "HelloWorld.h"
#include <stdio.h>

JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_sayHello(JNIEnv *env, jobject obj)
{
printf("Hello World!");
return;
}

生产动态链接库：

Windows——.DLL；Linux——.so；Mac OS X——.dylib; .dylib是Mach-O格式，也就是Mac OS X下的二进制文件格式。Mac OS X提供了一系列工具，用于创建和访问动态链接库。

编译器/usr/bin/cc，也就是gcc了，Apple改过的

汇编器/usr/bin/as

链接器/usr/bin/ld // 可以合并.o文件 ld -r -o c.o a.o b.o

Mac 有个自己的工具，/usr/bin/libtool，来创建动态链接库，这个libtool不是

GNU的那个同名的libtool。

//生成sayHello.o
cc -I"/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_73.jdk/Contents/Home/include/" -I"/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_73.jdk/Contents/Home/include/darwin" -c SayHello.c

libtool -dynamic -o sayHello.dylib sayHello.o

生成 .o 文件时，-I 是为了能够加载到 jni.h 和 jni_md.h 文件，

发现我的 libtool 已经是gun工具的了，貌似不能用，于是就还是使用了 gcc 来生成动态链接库

gcc -fPIC -I"/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_73.jdk/Contents/Home/include/" -I"/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_73.jdk/Contents/Home/include/darwin" -c HelloWorld.c

//生成动态链接库
gcc -fPIC -dynamiclib HelloWorld.o -o HelloWorld.dylib

再运行 java 文件就可以了。

访问动态链接库

nm a.dylib

可以看到导出符号表等。

另一个Mac上的常用工具是 otool ，比如想看看c.dylib的依赖关系

otool -L a.dylib

[参考]

java Native Method初涉

JAVA中NATIVE关键字的作用