native方法定义:
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的方法: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,很多其它的编程语言都有这一机制,比如在C++中,你可以用extern "C"告知C++编译器去调用一个C的函数。
VM怎样使Native Method跑起来:
我们知道,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,并且只会回载一次。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。
JNI实现本地方法:
1.参考文献:
http://blog.csdn.net/youjianbo_han_87/article/details/2586375
http://blog.csdn.net/yangjiali014/article/details/1633017
http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=7437948&do=blog&id=2054823
http://www.iteye.com/topic/72543
http://www.enet.com.cn/article/2007/1029/A20071029886398.shtml
http://blog.csdn.net/heqingrong623/article/details/3906350
参考2:JNI技术实践小结
参考3:jni简单实例
2.概述
今天在看Java多线程编程的时候,发现Thread这个类中有多个native方法,以前从来没有见过这种方法,因此对于比较好奇,查阅了一些资料,现在整理一下,以作备忘。
2.1.native关键字用法
native是与C++联合开发的时候用的!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。 这些函数的实现体在DLL中,JDK的源代码中并不包含,你应该是看不到的。对于不同的平台它们也是不同的。这也是java的底层机制,实际上java就是在不同的平台上调用不同的native方法实现对操作系统的访问的。总而言之:
- native 是用做java 和其他语言(如c++)进行协作时使用的,也就是native 后的函数的实现不是用java写的。
- 既然都不是java,那就别管它的源代码了,我们只需要知道这个方法已经被实现即可。
- native的意思就是通知操作系统, 这个函数你必须给我实现,因为我要使用。 所以native关键字的函数都是操作系统实现的, java只能调用。
- java是跨平台的语言,既然是跨了平台,所付出的代价就是牺牲一些对底层的控制,而java要实现对底层的控制,就需要一些其他语言的帮助,这个就是native的作用了
2.2JNI简介
目前java与dll交互的技术主要有3种:jni,jawin和jacob。Jni(JavaNative Interface)是sun提供的java与系统中的原生方法交互的技术(在windows\Linux系统中,实现java与native method互调)。目前只能由c/c++实现。后两个都是sourceforge上的开源项目,同时也都是基于jni技术的windows系统上的一个应用库。Jacob(Java-Com Bridge)提供了java程序调用microsoft的com对象中的方法的能力。而除了com对象外,jawin(Java/Win32 integration project)还可以win32-dll动态链接库中的方法。就功能而言:jni >> jawin>jacob,其大致的结构如下图:
Jvm封装了各种操作系统实际的差异性的同时,提供了jni技术,使得开发者可以通过java程序(代码)调用到操作系统相关的技术实现的库函数,从而与其他技术和系统交互,使用其他技术实现的系统的功能;同时其他技术和系统也可以通过jni提供的相应原生接口开调用java应用系统内部实现的功能。
在windows系统上,一般可执行的应用程序都是基于native的PE结构,windows上的jvm也是基于native结构实现的。Java应用体系都是构建于jvm之上。
Jni对于应用本身来说,可以看做一个代理模式。对于开发者来说,需要使用c/c++来实现一个代理程序(jni程序)来实际操作目标原生函数,java程序中则是jvm通过加载并调用此jni程序来间接地调用目标原生函数。
2.3JN的书写步骤
- 编写带有native声明的方法的java类,生成.java文件
- 使用javac命令编译所编写的java类,生成.class文件
- 使用javah -jni java类名生成扩展名为h的头文件,也即生成.h文件
- 使用C/C++(或者其他编程想语言)实现本地方法,创建.h文件的实现,也就是创建.cpp文件实现.h文件中的方法
- 将C/C++编写的文件生成动态连接库,生成dll文件
3.JNI实例
3.1.编写带有native声明的方法的java类:HelloWorld.java
- public class HelloWorld {
- public native void displayHelloWorld();// java native方法申明
- static {
- System.loadLibrary("HelloWorldImpl");// 装入动态链接库,"HelloWorldImpl"是要装入的动态链接库名称。
- }
- public static void main(String[] args) {
- // TODO Auto-generated method stub
- HelloWorld helloWorld = new HelloWorld();
- helloWorld.displayHelloWorld();
- }
- }
3.2.使用javac命令编译所编写的java类
- d:\JNI>javac HelloWorld.java
执行完上述命令以后生成D:\JNI\HelloWorld.class文件
3.3.使用javah -jni java类名生成扩展名为h的头文件
- d:\JNI>javah -jni HelloWorld
执行完上述命令以后生成D:\JNI\HelloWorld.h文件,该文件内容如下:
- /* 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: displayHelloWorld
- * Signature: ()V
- */
- JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_displayHelloWorld
- (JNIEnv *, jobject);
- #ifdef __cplusplus
- }
- #endif
- #endif
这里我们可以这样理解:这个h文件相当于我们在java里面的接口,这里声明了一个 Java_HelloWorld_displayHelloWorld (JNIEnv *, jobject);方法,然后在我们的本地方法里面实现这个方法,也就是说我们在编写C/C++程序的时候所使用的方法名必须和这里的一致
3.4.使用C/C++实现本地方法
- #include "HelloWorld.h"
- #include <stdio.h>
- #include <jni.h>
- /*
- * Class: HelloWorld
- * Method: displayHelloWorld
- * Signature: ()V
- */
- JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_displayHelloWorld
- (JNIEnv *, jobject)
- {
- printf("Hello World!\n");
- return;
- }
3.5.将C/C++编写的文件生成动态连接库
3.7 执行 cl/LD D:\JNI\HelloWorldImpl.cpp 得到HelloWorldImpl.dll文件
- cl/LD D:\JNI\HelloWorldImpl.cpp
具体如下图所示:
执行完上述命令以后,我们在C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0\VC可以看到生成的四个文件,分别是:
- HelloWorldImpl.dll
- HelloWorldImpl.exp
- HelloWorldImpl.lib
- HelloWorldImpl.obj
3.8.执行class得到结果
- d:\JNI>java HelloWorld
具体如下图所示:
4.在eclipse下运行
- 4.1在eclipse下创建一个叫做jnitest的project
- 4.2添加一个同3.1一样的HelloWorld.java
- 4.3保存HelloWorld.java以后在jnitest\bin目录下会生成HelloWorld.class。
- 4.4根据根据HelloWorld.class生成HelloWorld.h文件
- 4.5创建HelloWorldImpl.cpp来实现HelloWorld.h中的方法
- 4.6使用Visual studio 2010生成HelloWorldImpl.dll
- 4.7在Eclipse中运行HelloWorld程序,报错如下:
- java.lang.UnsatisfiedLinkError: no HelloWorldImpl in java.library.path
- at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1738)
- at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:823)
- at java.lang.System.loadLibrary(System.java:1028)
- at HelloWorld.<clinit>(HelloWorld.java:6)
- 4.8将HelloWorldImpl.dll拷贝到C:\Windows\System32
- 4.9再次执行HelloWorld程序,程序正常运行,console输出“Hello World!”