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本地方法接口
本地指的是什么：
- 本地指的是操作系统。
- 任何软件都是运行在操作系统上的。
而操作系统分为window，mac，linux，unix等等。
什么是本地方法接口：
- JNI是Java Native Interface的缩写，通过使用 Java本地接口书写程序，可以确保代码在不同的平台上方便移植。
- 从Java1.1开始，JNI标准成为java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI一开始是为了本地已编译语言，尤其是C和C++而设计的，但是它并不妨碍你使用其他编程语言，只要调用约定受支持就可以了。
- 使用java与本地已编译的代码交互，通常会丧失平台可移植性。但是，有些情况下这样做是可以接受的，甚至是必须的。例如，使用一些旧的库，与硬件、操作系统进行交互，或者为了提高程序的性能。
- JNI标准至少要保证本地代码能工作在任何Java 虚拟机环境。
本地方法介绍
什么是本地方法？
- 简单地讲，一个Native Method是一个Java调用非Java代码的接囗方法。
①
本地方法存储在JVM中，用C编写并调用底层操作系统的SDK(C编写的)。②每个操作系统的SDK都不同，因此需要配备不同的JVM。③但每个JVM都实现相同的本地方法接口JNI。 - 一个Native Method是这样一个Java方法：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 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 方法举例：
- Object 类的 getClass() 方法
public final native Class<?> getClass();
- Thread 类的 start() 方法
public synchronized void start() {
/**
* This method is not invoked for the main method thread or "system"
* group threads created/set up by the VM. Any new functionality added
* to this method in the future may have to also be added to the VM.
*
* A zero status value corresponds to state "NEW".
*/
if (threadStatus != 0)
throw new IllegalThreadStateException();
/* Notify the group that this thread is about to be started
* so that it can be added to the group's list of threads
* and the group's unstarted count can be decremented. */
group.add(this);
boolean started = false;
try {
start0();
started = true;
} finally {
try {
if (!started) {
group.threadStartFailed(this);
}
} catch (Throwable ignore) {
/* do nothing. If start0 threw a Throwable then
it will be passed up the call stack */
}
}
}
private native void start0();
- 代码举例说明Native方法如何编写
- 需要注意的是：标识符native可以与其它java标识符连用，但是abstract除外
public class IHaveNatives {
public native void Native1(int x);
public native static long Native2();
private native synchronized float Native3(Object o);
native void Native4(int[] ary) throws Exception;
}
为什么要使用 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外面的硬件环境交互，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。
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，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。
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。
本地方法的现状：
- 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，不多做介绍。
本地方法栈介绍
本地方法栈的特点：
- 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（在内存溢出方面和虚拟机栈相同） ①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。 ②如果本地方法栈可以动态扩展，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。
- 本地方法一般是使用C语言实现的。
- 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。
注意事项：
- 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。 ①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 ②它甚至可以直接使用本地处理器中的寄存器 ③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。
