Java中的native关键字

一.  什么是Native Method

   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，好比C。这个特征并不是java所特有，不少其它的编程语言都有这一机制，好比在C＋＋中，你能够用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."
   在定义一个native method时，并不提供实现体（有些像定义一个java interface），由于其实现体是由非java语言在外面实现的。，下面给了一个示例：   

package java.lang; 
public class Object { 
    ......
    public final native Class<?> getClass(); 
    public native int hashCode(); 
    protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException; 
    public final native void notify(); 
    public final native void notifyAll(); 
    public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException; 
    ......
}

        标识符native能够与全部其它的java标识符连用，可是abstract除外。这是合理的，由于native暗示这些方法是有实现体的，只不过这些实现体是非java的，可是abstract却显然的指明这些方法无实现体。native与其它java标识符连用时，其意义同非Native Method并没有差异。

    一个native method方法能够返回任何java类型，包括非基本类型，并且一样能够进行异常控制。这些方法的实现体能够自制一个异常而且将其抛出，这一点与java的方法很是类似。
    native method的存在并不会对其余类调用这些本地方法产生任何影响，实际上调用这些方法的其余类甚至不知道它所调用的是一个本地方法。JVM将控制调用本地方法的全部细节。

    若是一个含有本地方法的类被继承，子类会继承这个本地方法而且能够用java语言重写这个方法（这个彷佛看起来有些奇怪），一样的若是一个本地方法被fianl标识，它被继承后不能被重写。
   本地方法很是有用，由于它有效地扩充了jvm.事实上，咱们所写的java代码已经用到了本地方法，在sun的java的并发（多线程）的机制实现中，许多与操做系统的接触点都用到了本地方法，这使得java程序可以超越java运行时的界限。有了本地方法，java程序能够作任何应用层次的任务。

二. 为何要使用Native Method
   java使用起来很是方便，然而有些层次的任务用java实现起来不容易，或者咱们对程序的效率很在乎时，问题就来了。
   与java环境外交互：
   有时java应用须要与java外面的环境交互。这是本地方法存在的主要缘由，你能够想一想java须要与一些底层系统如操做系统或某些硬件交换信息时的状况。本地方法正是这样一种交流机制：它为咱们提供了一个很是简洁的接口，并且咱们无需去了解java应用以外的繁琐的细节。
   与操做系统交互：
   JVM支持着java语言自己和运行时库，它是java程序赖以生存的平台，它由一个解释器（解释字节码）和一些链接到本地代码的库组成。然而无论怎样，它毕竟不是一个完整的系统，它常常依赖于一些底层（underneath在下面的）系统的支持。这些底层系统经常是强大的操做系统。经过使用本地方法，咱们得以用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，若是咱们要使用一些java语言自己没有提供封装的操做系统的特性时，咱们也须要使用本地方法。
    Sun's Java
    Sun的解释器是用C实现的，这使得它能像一些普通的C同样与外部交互。jre大部分是用java实现的，它也经过一些本地方法与外界交互。例如：类java.lang.Thread 的 setPriority()方法是用java实现的，可是它实现调用的是该类里的本地方法setPriority0()。这个本地方法是用C实现的，并被植入JVM内部，在Windows 95的平台上，这个本地方法最终将调用Win32 SetPriority() API。这是一个本地方法的具体实现由JVM直接提供，更多的状况是本地方法由外部的动态连接库（external dynamic link library）提供，而后被JVM调用。

三. JVM怎样使Native Method跑起来
    咱们知道，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，而且只会回载一次。在这个被加载的字节码的入口维持着一个该类全部方法描述符的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。
    若是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。这些实如今一些DLL文件内，可是它们会被操做系统加载到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，所以指向方法实现的指针并不会被设置。当本地方法被调用以前，这些DLL才会被加载，这是经过调用java.system.loadLibrary()实现的。
  
   最后须要提示的是，使用本地方法是有开销的，它丧失了java的不少好处。若是别无选择，咱们能够选择使用本地方法。

 

四. 如何实现Native方法

    能够将native方法比做Java程序同Ｃ程序的接口，其实现步骤：
    １、在Java中声明native()方法，而后编译；
    ２、用javah产生一个.h文件；
    ３、写一个.cpp文件实现native导出方法，其中须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）；
    ４、将第三步的.cpp文件编译成动态连接库文件；
    ５、在Java中用System.loadLibrary()方法加载第四步产生的动态连接库文件，这个native()方法就能够在Java中被访问了。