Java中的native关键字有什么用？

Question

在玩这个谜题（这是一个 Java 关键字问答游戏）时，我遇到了 native 关键字。

Java中的native关键字有什么用？

Answer 1

最小可运行示例

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));
    }
}

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

输出：

4

在 Ubuntu 14.04 AMD64 上测试。还适用于 Oracle JDK 1.8.0_45。

GitHub 上的示例供您使用。

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：在包含下划线的 Android 包名称中调用 JNI 函数

解释

native 允许您：

• 使用 Java 中的任意汇编代码调用已编译的动态加载库（这里用 C 语言编写）
• ，并将结果返回到 Java

这可用于：

• 使用更好的 CPU 汇编指令（不是 CPU 可移植的）在关键部分上编写更快的
• 代码系统调用（非操作系统可移植）

，但可移植性较低。

您也可以从 C 调用 Java，但您必须首先用 C 创建 JVM：如何从 C++ 调用 Java 函数？

出于同样的原因，许多其他“VM 语言”中也存在类似的本机扩展 API，例如 Python, Node.js Node.js，Ruby。

Android NDK

在这种情况下，概念完全相同，只是您必须使用 Android 样板来设置它。

官方 NDK 存储库包含“规范”示例，例如 hello-jni 应用程序：

• https://github.com/googlesamples/android-ndk/blob/4df5a2705e471a0818c6b2dbc26b8e315d89d307/hello-jni/app/src/main/java/ com/example/hellojni/HelloJni.java#L39
• https://github.com/googlesamples/android-ndk/blob/4df5a2705e471a0818c6b2dbc26b8e315d89d307/hello-jni/app/src/main/cpp/hello-jni.c# L27

在 Android O 上使用 NDK 解压 .apk 时，您可以看到预编译的 .so 对应的内容lib/arm64-v8a/libnative-lib.so 下的本机代码。

TODO确认：此外，file /data/app/com.android.appname-*/oat/arm64/base.odex说它是一个共享库，我认为它是AOT预编译的.dex与 ART 中的 Java 文件相对应，另请参阅：Android 中的 ODEX 文件是什么？ 那么也许 Java 实际上也是通过native 接口运行的？

OpenJDK 8 中的示例

让我们查找 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。

首先我们发现：

find . -name Object.java

这导致我们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。对我有帮助的查询是：

find . -iname object.c

它将找到可能实现 Object 的本机方法的 C 或 C++ 文件。它引导我们到 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]));
}

它引导我们到 JVM_Clone 符号：

grep -R JVM_Clone

它引导我们到 热点/src/share/vm/prims/jvm .cpp#l580：

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

展开一堆宏后，我们得出的结论是，这就是定义点。

Answer 2

它标志着一个方法，它将用其他语言实现，而不是用 Java 实现。它与 JNI（Java 本机接口）一起工作。

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，这种情况现在不太常见。 时，需要使用本机方法

• 当前，当

  您需要从 Java 调用以其他语言编写的库

• 您需要访问只能通过其他语言（通常是 C）访问的系统或硬件资源。实际上，许多与真实计算机交互的系统功能（例如磁盘和网络 IO）只能执行此操作，因为它们调用本机代码。

参见
Java 本机接口规范

Answer 3

native 关键字应用于方法，表示该方法是使用 JNI（Java 本机接口）在本机代码中实现的。

Answer 4

直接来自Java 语言规范：

本机方法是用依赖于平台的代码实现的，通常用另一种编程语言（例如 C、C++、FORTRAN 或汇编语言）编写。 native 方法的主体仅以分号形式给出，表示省略实现，而不是块。

Answer 5

正如 SLaks 回答的那样，native 关键字用于调用本机代码。

GWT 也使用它来实现 javascript 方法。

Answer 6

实现本机代码的函数被声明为本机。

Java 本机接口 (JNI) 是一个编程框架，它使运行在 Java 虚拟机 (JVM) 中的 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）以及被本机应用程序调用。用其他语言（例如 C、C++ 和汇编语言）编写的库。

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。
它指示方法或代码的平台相关实现。

Answer 8

Java native 方法为 Java 代码提供了一种出于功能或性能原因调用操作系统本机代码的机制。

示例：

• java.lang.Rutime （github 上的源代码）包含以下原生方法定义

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OpenJDK中相应的Runtime.class文件中，位于JAVA_HOME/jmods/java.base.jmod/classes/java/lang/Runtime .class，包含这些方法并用 ACC_NATIVE (0x0100) 标记它们，并且这些方法不包含 Code 属性，这意味着这些方法没有任何实际编码Runtime.class 文件中的逻辑：

• 方法 13 availableProcessors：标记为本机且无 Code 属性
• 方法 14 freeMemory：标记为本机且无 Code方法
• 15 totalMemory：标记为本机且无代码属性
• 方法 16 maxMemory：标记为本机且无代码属性
• 方法 17 gc：标记为本机且无代码属性

其实编码逻辑在对应的Runtime.c 文件：

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  }

而这些C编码被编译成libjava.so（Linux ）或 libjava.dll (Windows) 文件，位于 JAVA_HOME/jmods/java.base.jmod/lib/libjava.so：

< a href="https://i.sstatic.net/HjkZT.png" rel="noreferrer">

参考

• Java 本机方法要点

Answer 9

native 是 java 中的一个关键字，用于使未实现的结构（方法）像抽象一样，但它依赖于平台，例如本机代码，并从本机堆栈而不是 java 堆栈执行。

Answer 10

• native是Java中的一个关键字，它表示平台相关。
• native 方法充当 Java (JNI) 和其他编程语言之间的接口。