Java JVM学习-本地方法
什么是本地方法
Native Method 是一个 Java 调用非 Java 代码的接囗。
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。
"A native method is a Java method whose implementation is provided by non-java code."(本地方法是一个非Java的方法,它的具体实现是非Java代码的实现)
在定义一个 native method 时,并不提供实现体(有些像定义一个 Java interface),因为其实现体是由非 Java语言在外面实现的。
本地接口的作用是融合不同的编程语言为 Java 所用,它的初衷是融合 C/C++ 程序。
Native 方法是如何编写的
public class IHaveNatives {
public native void native1(int x);
native static public long native2();
native synchronized private float native3(Object o);
native void natives4(int[] ary) throws Exception;
}
需要注意的是:标识符 native 可以与其它 Java标识符连用,但是不能和 abstract 共用
目前该方法使用的越来越少了,除非是与硬件有关的应用,比如通过 Java程序驱动打印机或者 Java系统管理生产设备,在企业级应用中已经比较少见。
因为现在的异构领域间的通信很发达,比如可以使用 Socket通信,也可以使用 Web Service等等。
为什么使用 Native Method?
Java 使用起来非常方便,然而有些层次的任务用 Java实现起来不容易,或者我们对程序的效率很在意时,问题就来了。
与 Java环境的交互
有时 Java应用需要与 Java外面的环境交互,这是本地方法存在的主要原因。
因为 Java需要与一些底层系统,如操作系统或某些硬件交换信息时的情况。
本地方法正是这样一种交流机制:它为我们提供了一个非常简洁的接口,而且我们无需去了解 Java应用之外的繁琐的细节。
与操作系统的交互
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。
然而不管怎样,它毕竟不是一个完整的系统,它经常依赖于一底层系统的支持。这些底层系统常常是强大的操作系统。通过使用本地方法,得以用 Java实现了 jre的与底层系统的交互,甚至 JVM的一些部分就是用 c 写的。
还有要使用一些 Java语言本身没有提供封装的操作系统的特性时,也需要使用本地方法。
本地方法栈
Java 虚拟机栈于管理 Java方法的调用,而本地方法栈用于管理本地方法的调用。
本地方法栈,也是线程私有的。
允许被实现成固定或者是可动态扩展的内存大小。(在内存溢出方面是相同的)
- 如果线程请求分配的栈容量超过本地方法栈允许的最大容量,Java虚拟机将会抛出一个 StackOverflowError 异常。
- 如果本地方法栈设置为动态扩展,并且在尝试扩展的时候无法申请到足够的内存,或者在创建新的线程时没有足够的内存去创建对应的本地方法栈,那 么 Java虚拟机将会抛出一个 outOfMemoryError 异常。
它的具体做法是 Native Method Stack 中登记 native 方法,在 Execution Engine 执行时加载本地方法库。
当某个线程调用一个本地方法时,它就进入了一个全新的并且不再受虚拟机限制的世界。它和虚拟机拥有同样的权限。
- 本地方法可以通过本地方法接口来 访问虚拟机内部的运行时数据区。
- 它甚至可以直接使用本地处理器中的寄存器
- 直接从本地内存的堆中分配任意数量的内存。
并不是所有的 JVM 都支持本地方法。因为 Java虚拟机规范并没有明确要求本地方法栈的使用语言、具体实现方式、数据结构等。如果 JVM产品不打算支持 native 方法,也可以无需实现本地方法栈。
在 Hotspot JVM 中,直接将本地方法栈和虚拟机栈合二为一。