java jni技术分析

Java Native Interface (JNI) 是Java平台的一个核心组件，自Java 1.1版本起，它允许Java代码与用其他编程语言（如C和C++）编写的本地代码进行交互。JNI的设计目标是提供一种标准的方式，让Java应用程序能够利用本地库，实现特定功能，例如访问操作系统服务、硬件特性，或者在性能关键的部分使用底层代码。 **设计目的：** 1. 当标准Java类库不满足特定需求时，JNI允许开发者使用本地代码来扩展功能。 2. 如果已有用其他语言编写的库或程序，JNI可以作为在Java程序中集成这些资源的桥梁。 3. 在时间敏感的代码段中，使用底层语言（如汇编）提高性能，然后通过JNI在Java程序中调用。 **书写步骤：** 1. **编写Java类**：在Java类中声明native方法，但不提供实现。例如： ```java public class HelloWorld { public native void displayHelloWorld(); static { System.loadLibrary("hello"); } //... } ``` 2. **编译Java类**：使用`javac`命令编译Java源文件。 3. **生成头文件**：运行`javah`工具，根据Java类生成C/C++头文件，例如`javah HelloWorld`。 4. **实现本地方法**：在C/C++中实现头文件中声明的函数。 5. **编译C/C++代码**：编译C/C++源文件，生成动态链接库（DLL或SO文件）。 6. **加载动态库**：在Java程序中使用`System.loadLibrary`加载动态链接库，使得Java代码能够调用本地方法。 **简要使用例子**： 在`HelloWorld`的例子中，`displayHelloWorld`方法被声明为native，Java虚拟机在运行时会寻找对应的本地实现。`System.loadLibrary`加载名为"hello"的动态库，这个库包含了`displayHelloWorld`的本地实现。 **调用中考虑的问题：** 1. **类型映射**：Java数据类型与C/C++的数据类型之间需要进行映射，例如，Java的`int`对应C的`jint`。 2. **内存管理**：Java对象在本地代码中使用需要特殊处理，避免内存泄漏。 3. **异常处理**：Java的异常在本地代码中需要特别处理，以确保正确传播。 4. **线程安全**：如果多个Java线程访问同一个本地方法，需要确保线程安全。 **对JAVA传入数据的处理**： JNI提供了各种数据类型的封装器，如`JNIEnv`指针用于访问Java对象和方法，`jobject`代表任意Java对象，`jstring`表示Java字符串，`jarray`和`jobjectArray`用于数组操作等。在本地方法中，需要使用这些封装器来处理Java传入的数据。 **软件开发**： 在实际开发中，使用JNI需要谨慎，因为它可能会降低代码的可移植性，增加复杂性，以及可能导致性能损失。然而，在某些场景下，如调用系统API、优化性能关键部分或利用现有库时，JNI是必要的。此外，Java Native Access (JNA) 是一个替代方案，它提供了一种更高级别的接口，允许Java代码直接调用本地库，而无需编写C/C++代码。JNA使用Java接口映射到本地函数，简化了与本地代码交互的过程。 JNI和JNA是Java平台中用于与本地代码交互的重要工具。开发者应根据项目需求和资源选择合适的解决方案，同时注意维护代码的可读性和可维护性。