Для чего нужно ключевое слово в Java?

Во время игры в эту головоломку (это Java-игра с ключевыми словами) я наткнулся на nativeключевое слово.

Для чего используется ключевое слово native в Java?

nativeКлючевое слово применяется к методу , чтобы указать , что метод реализован в нативном коде с помощью JNI (Java Native Interface).

Минимальный исполняемый пример

Main.java

public class Main {
    public native int square(int i);
    public static void main(String[] args) {
        System.loadLibrary("Main");
        System.out.println(new Main().square(2));
    }
}

main.C

#include <jni.h>
#include "Main.h"

JNIEXPORT jint JNICALL Java_Main_square(
    JNIEnv *env, jobject obj, jint i) {
  return i * i;
}

Скомпилируйте и запустите:

sudo apt-get install build-essential openjdk-7-jdk
export JAVA_HOME='/usr/lib/jvm/java-7-openjdk-amd64'
javac Main.java
javah -jni Main
gcc -shared -fpic -o libMain.so -I${JAVA_HOME}/include \
  -I${JAVA_HOME}/include/linux Main.c
java -Djava.library.path=. Main

Вывод:

4

Протестировано на Ubuntu 14.04 AMD64. Также работал с Oracle JDK 1.8.0_45.

Пример на GitHub для вас, чтобы играть с.

Символы подчеркивания в именах пакетов / файлов Java должны быть экранированы _1в имени функции C, как указано в разделе: Вызов функций JNI в имени пакета Android, содержащем подчеркивание

интерпретация

native позволяет вам:

• вызвать скомпилированную динамически загружаемую библиотеку (здесь написанную на C) с произвольным ассемблерным кодом из Java
• и получить результаты обратно в Java

Это может быть использовано для:

• писать более быстрый код в критической секции с лучшими инструкциями по сборке ЦП (не переносимых ЦП)
• делать прямые системные вызовы (не переносимые ОС)

с компромиссом более низкой мобильности.

Вы также можете вызывать Java из C, но вы должны сначала создать JVM в C: Как вызывать функции Java из C ++?

Аналогичные нативные API расширения также присутствуют во многих других «языках ВМ» по тем же причинам, например, Python , Node.js , Ruby .

Android NDK

Концепция в этом контексте точно такая же, за исключением того, что для ее настройки необходимо использовать шаблон Android.

Официальный репозиторий NDK содержит «канонические» примеры, такие как приложение hello-jni:

• https://github.com/googlesamples/android-ndk/blob/4df5a2705e471a0818c6b2dbc26b8e315d89d307/hello-jni/app/src/main/java/com/example/hellojni/HelloJni.java#L39
• https://github.com/googlesamples/android-ndk/blob/4df5a2705e471a0818c6b2dbc26b8e315d89d307/hello-jni/app/src/main/cpp/hello-jni.c#L27

В unzipслучае .apkс NDK на Android O вы можете увидеть предварительно скомпилированный .soкод, соответствующий нативному коду lib/arm64-v8a/libnative-lib.so.

Подтверждение TODO: кроме того, file /data/app/com.android.appname-*/oat/arm64/base.odexговорит, что это общая библиотека, которая, как мне кажется, является предварительно скомпилированным AOT .dex, соответствующим файлам Java в ART, см. Также: Что такое файлы ODEX в Android? Так может быть, Java на самом деле также запускается через nativeинтерфейс?

Пример в OpenJDK 8

Давайте найдем найти, где Object#cloneопределено в jdk8u60-b27.

Сделаем вывод, что это реализовано с помощью nativeвызова.

Сначала мы находим:

find . -name Object.java

что приводит нас к jdk / src / share / classes / java / lang / Object.java # l212 :

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

Теперь самое сложное - найти место, где клон находится среди всего косвенного. Вопрос, который мне помог, был:

find . -iname object.c

который найдет файлы C или C ++, которые могут реализовать нативные методы Object. Это приводит нас к jdk / share / native / java / lang / Object.c # l47 :

static JNINativeMethod methods[] = {
    ...
    {"clone",       "()Ljava/lang/Object;",   (void *)&JVM_Clone},
};

JNIEXPORT void JNICALL
Java_java_lang_Object_registerNatives(JNIEnv *env, jclass cls)
{
    (*env)->RegisterNatives(env, cls,
                            methods, sizeof(methods)/sizeof(methods[0]));
}

что приводит нас к JVM_Cloneсимволу:

grep -R JVM_Clone

что приводит нас к точке доступа / src / share / vm / prims / jvm.cpp # l580 :

JVM_ENTRY(jobject, JVM_Clone(JNIEnv* env, jobject handle))
    JVMWrapper("JVM_Clone");

Развернув кучу макросов, мы приходим к выводу, что это точка определения.

Он отмечает метод, который будет реализован на других языках, а не на Java. Он работает вместе с JNI (Java Native Interface).

В прошлом для написания критических разделов, касающихся производительности, использовались собственные методы, но с ускорением работы Java это стало менее распространенным явлением. Родные методы в настоящее время необходимы, когда

• Вам нужно вызвать библиотеку из Java, написанную на другом языке.

• Вам необходимо получить доступ к системным или аппаратным ресурсам, доступным только с другого языка (обычно C). На самом деле, многие системные функции, которые взаимодействуют с реальным компьютером (например, с дисковым и сетевым вводом-выводом), могут делать это только потому, что они вызывают собственный код.

См. Также Спецификация собственного интерфейса Java

Прямо из в спецификации языка Java :

Метод, который nativeреализован в зависимом от платформы коде, обычно написанном на другом языке программирования, таком как C, C ++, FORTRAN или ассемблер. Тело nativeметода задается только точкой с запятой, что указывает на то, что реализация опущена, а не блок.

Как ответил SLaks, nativeключевое слово для вызова нативного кода.

Он также используется GWT для реализации методов javascript.

функции, которые реализуют нативный код, объявляются нативными.

Собственный интерфейс Java (JNI) - это среда программирования, которая позволяет коду Java, выполняющемуся на виртуальной машине Java (JVM), вызывать и вызываться собственными приложениями (программами, специфичными для платформы оборудования и операционной системы) и библиотеками, написанными на другие языки, такие как C, C ++ и ассемблер.

http://en.wikipedia.org/wiki/Java_Native_Interface

NATIVE - это не модификатор доступа. Он может применяться только к МЕТОДУ. Это указывает на платформо-зависимую реализацию метода или кода.

native - это ключевое слово в java, которое используется для создания неосуществленной структуры (метода) как абстрактной, но это будет зависеть от платформы, такой как собственный код, и выполняться из собственного стека, а не из стека java.

• native является ключевым словом в Java, оно указывает на платформу зависит.
• nativeметоды являются интерфейсом между Java ( JNI ) и другими языками программирования.

Ява nativeМетод обеспечивает механизм для кода Java для вызова собственного кода ОС либо по функциональным соображениям, либо по соображениям производительности.

Пример:

• java.lang.Rutime ( исходный код на github ) содержит следующее определение нативного метода

606  public native int availableProcessors();
617  public native long freeMemory();
630  public native long totalMemory();
641  public native long maxMemory();
664  public native void gc();

В соответствующем Runtime.classфайле в OpenJDK, расположенном в JAVA_HOME/jmods/java.base.jmod/classes/java/lang/Runtime.class, содержатся эти методы и помечены их с помощью ACC_NATIVE( 0x0100), и эти методы не содержат атрибута Code , что означает, что эти методы не имеют никакой реальной логики кодирования в Runtime.classфайле:

• Метод 13 availableProcessors: помечены как родные и без атрибута кода
• Метод 14 freeMemory: помечены как родные и без атрибута кода
• Метод 15 totalMemory: помеченный как родной и без атрибута кода
• Метод 16 maxMemory: помечены как родные и без атрибута кода
• Метод 17 gc: помечены как родные и без атрибута кода

Фактически логика кодирования находится в соответствующем файле Runtime.c :

42  #include "java_lang_Runtime.h"
43
44  JNIEXPORT jlong JNICALL
45  Java_java_lang_Runtime_freeMemory(JNIEnv *env, jobject this)
46  {
47      return JVM_FreeMemory();
48  }
49
50  JNIEXPORT jlong JNICALL
51  Java_java_lang_Runtime_totalMemory(JNIEnv *env, jobject this)
52  {
53      return JVM_TotalMemory();
54  }
55
56  JNIEXPORT jlong JNICALL
57  Java_java_lang_Runtime_maxMemory(JNIEnv *env, jobject this)
58  {
59      return JVM_MaxMemory();
60  }
61
62  JNIEXPORT void JNICALL
63  Java_java_lang_Runtime_gc(JNIEnv *env, jobject this)
64  {
65      JVM_GC();
66  }
67  
68  JNIEXPORT jint JNICALL
69  Java_java_lang_Runtime_availableProcessors(JNIEnv *env, jobject this)
70  {
71      return JVM_ActiveProcessorCount();
72  }

И эти Cкодировки скомпилированы в libjava.so(Linux) или libjava.dll(Windows) файл, расположенный по адресу JAVA_HOME/jmods/java.base.jmod/lib/libjava.so:

Ссылка

• Основные нативные методы Java