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Java native关键字

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前言

在Java的Object类中的函数定义如hasCode()函数如下:

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public native int hasCode();

看了之后觉得很奇怪，为什么会有native呢?今天稍微来了解一下

什么是native

native就是本地的意思，Java中native是一个关键字，用来修饰函数定义，表明该函数是由非Java写的。(类似C++调用C的extern C告知编译器去调用一个C函数)

“A native method is a Java method whose implementation is provided by non-java code.”

定义一个native函数时，并不提供实现题(有点类似于Java的Interface定义)，原因就是函数的具体实现是由非Java语言在外面实现的。下面给出一些native函数的定义示例:

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public class IHaveNatives {
    native public void Native1(int x);
    native static public long Native2();
    native synchronized private float Native3(Object o);
    native void Native4(int[] ary) throws Exception;
}

很显然，native可以修饰几乎所有类型的函数以及返回所有类型的返回值，当然很明显的一点就是不能修饰abstract类型的函数，原因也很明显:native表示该函数有外部的具体实现，而abstract表示该函数没有具体的实现。这里说明一点，如果带native的函数被继承后可以用java重写(带final的不能被重写)。

为什么要有native

  1. 与java环境外交互：
    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，你可以想想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。
  2. 与操作系统交互：
    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，它经常依赖于一些底层（underneath在下面的）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，我们得以用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，如果我们要使用一些java语言本身没有提供封装的操作系统的特性时，我们也需要使用本地方法。
  3. 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一样与外部交互。jre大部分是用java实现的，它也通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，但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Windows95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，更多的情况是本地方法由外部的动态链接库（external dynamic link library）提供，然后被JVM调用。

怎么样使用native

  1. 首先创建一个native的类

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    public class HelloNative
    {
        static
        {
            System.loadLibrary("HelloNative");
        }
         
        public static native void sayHello();
         
        @SuppressWarnings("static-access")
        public static void main(String[] args)
        {
            new HelloNative().sayHello();
        }
    }

  2. 运行生成javah，等到头文件

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    javac HelloNative.java
    javah HelloNative

就可以等到如下的HelloNative.h文件

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/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class HelloNative */
 
#ifndef _Included_HelloNative
#define _Included_HelloNative
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     HelloNative
 * Method:    sayHello
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloNative_sayHello
  (JNIEnv *, jclass);
 
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

  1. 根据头文件实现一个本地方法

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    #include "HelloNative.h"
    #include <stdio.h>
     
    JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloNative_sayHello
    {
        printf("Hello，JNI");   
    }

  2. 用GCC生成库文件

  3. 运行即可
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    java HelloNative
    Hello，JNI