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1 - 简介

本章介绍 Java

本地接口

（Java Native Interface，JNI）。JNI 是本地编程接口。

它使得在 Java 虚拟机 (VM) 内部运行的 Java 代码能够与用其它编程语言（如

C、C++ 和汇编语言）编写的应用程序和库进行互操作。

JNI 最重要的好处是它没有对底层 Java 虚拟机的实现施加任何限制。因此，

Java 虚拟机厂商可以在不影响虚拟机其它部分的情况下添加对 JNI 的支持。程

序员只需编写一种版本的本地应用程序或库，就能够与所有支持 JNI 的 Java 虚

拟机协同工作。

本章论及以下主题：

 Java

本地接口概述



背景



目标

 Java

本地接口方法



利用

JNI

编程

 JDK 1.1.2

中的变化

Java 本地接口概述

尽管可以完全用 Java 编写应用程序，但是有时单独用 Java 不能满足应用程序的

需要。程序员使用 JNI 来编写 Java

本地方法

，可以处理那些不能完全用 Java 编

写应用程序的情况。

以下示例说明了何时需要使用 Java 本地方法：

 标准 Java 类库不支持与平台相关的应用程序所需的功能。

 已经拥有了一个用另一种语言编写的库，而又希望通过 JNI 使 Java 代码

能够访问该库。

 想用低级语言（如汇编语言）实现一小段时限代码。

通过用 JNI 编程，可以将本地方法用于：

 创建、检查及更新 Java 对象（包括数组和字符串）。

 调用 Java 方法。

 捕捉和抛出异常。

 加载类和获得类信息。

 执行运行时类型检查。

我们希望采用一种已有的方法作为标准接口，因为这样程序员（程序员不得不

学习在不同虚拟机中的多种接口）的工作负担最轻。遗憾的是，已有解决方案

中没有任何方案能够完全地满足我们的目标。

Netscape 的 JRI 最接近于我们所设想的可移植本地方法接口，因而我们采用它

作为设计起点。熟悉 JRI 的读者将会注意到在 API 命名规则、方法和域 ID 的使

用、局部和全局引用的使用，等等中的相似点。虽然我们进行了最大的努力，

但是 JNI 并不具有对 JRI 的二进制兼容性，不过虚拟机既可以支持 JRI，又可以

支持 JNI。

Microsoft 的 RNI 是对 JDK 1.0 的改进，因为它可以解决使用非保守的垃圾收集

器的本地方法的问题。然而，RNI 不适合用作与虚拟机无关的本地方法接口。

与 JDK 类似，RNI 本地方法将 Java 对象作为 C 结构来访问。这将导致两个问

题：

 RNI 将内部 Java 对象的布局暴露给了平台相关代码。

 将 Java 对象作为 C 结构直接进行访问使得不可能有效地加入“写屏障”，

写屏障是高级的垃圾收集算法所必需的。

作为二进制标准，COM 确保了不同虚拟机之间的完全二进制兼容性。调用

COM 方法只要求间接调用，而这几乎不会占用系统开销。另外，COM 对象对

动态链接库解决版本问题的方式也有很大的改进。

然而，有几个因素阻碍了将 COM 用作标准 Java 本地方法接口：

 第一，Java/COM 接口缺少某些必需功能，例如访问私有域和抛出普通异

常。

 第二，Java/COM 接口自动为 Java 对象提供标准的 IUnknown 和

IDispatch COM 接口，因而平台相关代码能够访问公有方法和域。遗憾

的是，IDispatch 接口不能处理重载的 Java 方法，而且在匹配方法名称时

不区别大小写。另外，通过 IDispatch 接口暴露的所有 Java 方法被打包

在一起来执行动态类型检查和强制转换。这是因为 IDispatch 接口的设计

只考虑到了弱类型的语言（例如 Basic）。

 第三，COM 允许软件组件（包括完全成熟的应用程序）一起工作，而不

是处理单个低层函数。我们认为将所有 Java 类或低层本地方法都当作软

件组件是不恰当的。

 第四，在 UNIX 平台上由于缺少对 COM 的支持，所以阻碍了直接采用

COM。

虽然我们没有将 Java 对象作为 COM 对象暴露给平台相关代码，但是 JNI 接口

自身与 COM 具有二进制兼容性。我们采用与 COM 一样的跳转表和调用约定。

这意味着，一旦具有对

COM

的跨平台支持，

JNI

就能成为

Java

虚拟机的

COM

接口。

我们认为 JNI 不应该是给定 Java 虚拟机所支持的唯一的本地方法接口。标准接

口的好处在于程序员可以将自己的平台相关代码库加载到不同的 Java 虚拟机上。

在某些情况下，程序员可能不得不使用低层且与虚拟机有关的接口来获得较高

的效率。但在其它情况下，程序员可能使用高层接口来建立软件组件。实际上，

我们希望随着 Java 环境和组件软件技术发展得越来越成熟，本地方法将变得越

来越不重要。

利用 JNI 编程

本地方法程序设计人员应开始利用 JNI 进行编程。利用 JNI 编程隔离了一些未

知条件，例如终端用户可能正在运行的厂商的虚拟机。遵守 JNI 标准是本地库

能在给定 Java 虚拟机上运行的最好保证。例如，虽然 JDK 1.1 将继续支持 JDK

1.0 中所实现的旧式的本地方法接口，但是可以肯定的是 JDK 的未来版本将停

止支持旧式的本地方法接口。依赖于旧式接口的本地方法将不得不重新编写。

如果您正在实现 Java 虚拟机，则应该实现 JNI。我们（Javasoft 和获得许可方）

尽力确保 JNI 不会占用虚拟机实现的系统开销或施加任何限制，包括对象表示，

垃圾收集机制等。如果您遇到了我们可能忽视了的问题，请告知我们。

JDK 1.1.2 中的变化

为了更好地支持 Java 运行时环境 (JRE)，在 JDK 1.1.2 中对调用 API 在几个方面

作了扩展。这些变化没有破坏任何已有代码，JNI 本地方法接口也没有改变。

 JDK1_1InitArgs 结构中的 reserved0 域已被重新命名为

version。JDK1_1InitArgs 结构保存 JNI_CreateJavaVM 的初始化参数。

JNI_GetDefaultJavaVMInitArgs 和 JNI_CreateJavaVM 的调用者必须将版

本域设置为 0x00010001。JNI_GetDefaultJavaVMInitArgs 被更改为返回

jint，用于表示是否支持所请求的版本。

 JDK1_1InitArgs 结构中的 reserved1 域已被重新命名为 properties。这是一

个 NULL-终结的字符串数组。每个字符串具有以下格式：

name=value

表示系统属性（该功能对应于 Java 命令行中的 -D 选项）。

 在 JDK 1.1.1 中，调用 DestroyJavaVM 的线程必须是虚拟机中的唯一用

户线程。JDK 1.1.2 放松了这一限制。如果调用 DestroyJavaVM 时有多个

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