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Java本地介面

出自Taiwan Tongues 台語維基
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JNI（Java Native Interface，Java 本地介面）是一種編程框殼，予得 Java 虛擬機器當中的 Java 程式會當呼叫本地應用 / 抑庫仔，嘛會當予其他的程式呼叫。本地程式一般是用其他的語言（C、C + + 抑是組合語言等等）編寫的，並且予人編譯做是因為本機硬體佮作業系統的程式。

設計的佮功能

有的代誌 Java 無法度處理的時陣，JNI 允准程式設計師用其他程式語言來解決，比如講，Java 標準庫不支援的平台相關功能或者是程式庫。嘛用佇咧改造已經存在的用其他的語言來寫的程式，供 Java 程式呼叫。真濟無仝款 JNI 的標準庫提供了真濟功能予程式的設計師使用，譬如講檔案 I / O、音訊相關的功能。當然喔，嘛有各種高效能的程式，閣有𪜶的平台有關的 API 實現，允准所有 Java 應用程式安全而且平台獨立地使用這寡功能。

JNI 框殼允准 Native 方法呼叫 Java 東西，就親像 Java 程式存取 Native 物件仝款方便。Native 方法會當建立 Java 東西，讀遮的物件，並呼叫 Java 物件執行某一寡方法。當然喔 Native 步數嘛會當讀由著 Java 程式家己建立的物件，並且呼叫遮的物件的方法。

注意事項

  • 咧使用 JNI 的過程中，可能因為某一寡微細仔 BUG，著規个 JVM 造成真歹重現佮除錯的錯誤。
  • 只有應用程式和簽章的 applet 會當呼叫 JNI。
  • 依賴佇咧 JNI 的應用失去了 Java 的平台移植性（一種解決辦法是為逐个平台咧編寫專門的 JNI 代碼，然後佇 Java 代碼中，根據作業系統載入正確的 JNI 代碼）。
  • JNI 框架並無著 non-JVM 記憶體提供自動糞埽回收機制，Native 代碼（如組合語言）分配的記持體佮資源，需要其家己負責進行顯式的釋放。
  • Linux 佮 Solaris 平台，若是 Native 代碼將自身註冊做訊號處理器（signal handler）， 就會閘落來予 JVM 的訊號。會當使用責任鏈模式予 Native 代碼閣較好的佮 JVM 咧進行互動。
  • Windows 平台頂，佇咧 SEH try / catch 塊中會當共結構化例外處理（SEH）用來包裝 Native 代碼，以揣機器（CPU / FPU）成做的軟中斷（比如講：空指標異常、被除數為零等）， 將遮的中斷佇傳播到 JVM（中的 Java 代碼）進前進行處理，以免造成未揣出的異常。
  • NewStringUTF、GetStringUTFLength、GetStringUTFChars、ReleaseStringUTFChars 佮 GetStringUTFRegion 等編碼函式處理的是一種修改的 UTF ma八，， 實際上是一種無仝的編碼，某一寡字元並毋是標準的 UTF ma八。null 字元（U + 零）以及無佇咧 Unicode 字元平面對映中的字元（codepoints 大於等於 U + 一鈕的字元，比如講 UTF 鋪十六中的代理著 surrogate pairs）， 咧修改的 UTF 鋪八中的編碼攏有無仝。真濟程式錯誤地使用矣遮的函式，將標準 UTF 鋪八字傳入去抑是傳出遮的函式，實際上應該使用修改了後的編碼。程式應當先使用 NewString、GetStringLength、GetStringChars、ReleaseStringChars、GetStringRegion、GetStringCritical 佮 ReleaseStringCritical 等函式，遮的函式佇尾序機器咧使用 UTF 鋪十六 LE 編碼，佇大尾序機器頂頭使用 UTF 鋪十六 BE 編碼，才閣通過程式共 UTF 鋪十六轉換做 UTF ma八。
  • JNI 佇某一寡情形下可能帶來真大的開銷佮效能損失：
  • 搧叫 JNI 辦法是真戇重的操作，特別是佇咧多次的重複呼叫的情況下。
  • Native 方法袂去予人 JVM 行內，嘛袂去予人即時編譯最佳化，因為方法已經予人編譯過矣。
  • Java 陣列可能會予人審查一份，才傳予 native 方法，執行了後才閣審貝轉去。其開銷佮陣列的長度是線性相關的。
  • 若是傳送一个物件予方法，抑是需要一个回呼，遐爾 Native 方法有可能會家己呼叫 JVM。存取 Java 東西的屬性、撇步佮類型的時陣，Native 代碼需要類似反射的物件。簽章由字串指定，通常對 JVM 中查詢。這非常的慢慢仔並且容易出錯。
  • Java 中的字捾（String）嘛是東西，有 length 屬性，並且是編碼過的。讀抑是建立字串攏需要一擺時間複雜度做 O ( n ) 的複製操作 .

JNI 按怎做工課

佇咧 JNI 框架，native 方法一般佇單獨的 . c 抑是 . cpp 檔案中實現。當 JVM 呼叫遮的函式，就傳達一个 ` JNIEnv ` 指標，一个 ` jobject ` 的指標，任何在 Java 方法內底聲明的 Java 參數。一个 JNI 函式看起來類似按呢：

_ ` env ` _ 指向一个結構包含矣到 JVM 的介面，包含著所有必須的函式佮 JVM 互動、存取 Java 東西。比如講，共本地陣列轉換做 Java 陣列的 JNI 函式，共這个本地的字提轉做 Java 字捾的 JNI 函式，實例化物件，抌異常等。基本上，Java 程式會當做的任何代誌攏會當用 ` JNIEnv ` 做甲，雖然真無簡單。

比如講，下跤代碼共 Java 字串轉化作本地字串：

本地資料的類型佮 Java 資料類型會當互相對映。對複合資料的類型，如東西，陣列，字捾，著愛用 ` JNIEnv ` 中的方法來顯示轉換。

第二个參數 _ obj _ 參照著一个 Java 東西，佇其中聲明矣本地方法。

類型對映

下表是 Java ( JNI ) 佮本地代碼之間的資料類型對映：

簽章 ` " L fully-qualified-class  ; " ` 是由該名指明的類。比如講，簽章 ` " Ljava / lang / String ; " ` 是類 ` java . lang . String `。帶字首 ` [ ` 的簽章表示該類型的陣列，如 ` [ I ` 表示規型陣列。` void ` 簽章使用 ` V ` 代碼。

這寡類型是會當相換的，如 ` jint ` 嘛會使用 ` int `，無需要任何類型轉換。

猶毋過，Java 字捾、陣列佮本地字捾、陣列是無仝的。若咧使用 ` char * ` 代替矣 ` jstring `，程式可能會致使 JVM 幫敗。

這款的狀況嘛適合 Java 陣列。落例對陣列元素求和。

JNIEnv \ *

JNI 環境指標 ( JNIEnv \ * ) 作為每一个對映為 Java 方法的本地函式的第一个參數，予本地函式會當佮 JNI 環境互動。這乎 JNI 介面指標會當儲存，但是干焦佇當前執行緒中有效。其他執行緒著愛代先先呼叫 AttachCurrentThread ( ) 共家己附加到虛擬的機器以獲得 JNI 介面指標。一旦附加，本地執行緒執行就類似執行本地函式的正常 Java 執行緒。本地執行緒直甲執行 DetachCurrentThread ( ) 共家己脫離虛擬的機器。

共當做執行緒附加到虛擬機器並取得 JNI 介面指標：

` ` ` JNIEnv * env ; ( * g _ vm )-> AttachCurrentThread ( g _ vm , ( void * * ) & env , NULL ) ; ` ` `

彼當陣執行緒脫離虛擬機器：

` ` ` ( * g _ vm )-> DetachCurrentThread ( g _ vm ) ; ` ` `

進階使用

在地 AWT 畫製

本地代碼毋但會當佮 Java 互動，嘛會當閣 Java ` Canvas ` 繪圖，使用 Java AWT Native Interface。

存取組譯代碼

JNI 允准直接存取組譯代碼。嘛會當對組譯代碼的存取 Java。

Microsoft 的 RNI

Microsoft 實現的 Java 虛擬機器—— Visual J + + 的類似的存取本地 Windows 代碼的機制Raw Native Interface（RNI）。

例

HelloWorld

make . sh

build . bat

HelloWorld . java

HelloWorld . h

libHelloWorld . c

Invocation :

參見

  • Java AWT Native Interface
  • Gluegen , a Java tool which automatically generates the Java and JNI code necessary to call C libraries from Java code
  • P / Invoke , the . NET Framework method of calling native applications
  • SWIG , a multilanguage interface-generator for C and C + + libraries that can generate JNI code
  • Java Native Access provides Java programs easy access to native shared libraries without writing boilerplate code

參考文獻

相關冊

外部連結

  • Oracle's JNI page for Java 六 , including the JNI Specification
  • Java Native Interface : Programmer's Guide and Specification-Book , copyright 兩千空二 .
  • Best practices for using the Java Native Interface
  • JNI Complete tutorial with examples
  • GNU CNI Tutorial
  • Multi-platform JNI Tutorial at Think-Techie . com
  • A JNI Tutorial at CodeProject . com ( Microsoft specific )
  • JNI Tutorial at CodeToad . com
  • Larger JNI example from Sun
  • JNI video tutorial with Eclipse and Visual Studio
  • JNI in XCode from Apple
  • Exception handling in JNI
  • HawtJNI Simplifies creating JNI libraries by code generating the JNI implementations using declarative annotations placed on your Java code .
  • J / Link lets you call Java from Mathematica in a completely transparent way , and it also lets you use and control the Mathematica kernel from a Java program ( Commercial )
  • Jace is a toolkit designed to make it easy to write JNI-based programs
  • JNIWrapper provides simplified access to native code from Java applications without using Java Native Interface .
  • Java to Native Interface LGPL library to call native functions from Java
  • 永久失效連結 ] Java Native Access Access to native libraries from Java without JNI
  • NLink Another library for access to native libraries without JNI
  • NativeCall–call native methods from Java without JNI Library to access native code without JNI
  • JNIEasy Transparent Native Programming for C / C + + , pure Java alternative to JNI using POJOS and JDO / JPA development style
  • jni 四 net bridge between Java and . NET ( intraprocess , fast , object oriented , open-source )
  • Object-Oriented JNI Advanced Add-in for VC 六 Object-Oriented JNI with a number of helpers that includes the standard JNI SDK for regular C + + ( Commercial )
  • Object-Oriented JNI for . NET 一孵一 ( low-level ) Object-Oriented JNI with a number of helpers that includes the standard JNI SDK for C # , Managed C + + , VB # , J # ( Commercial )
  • Object-Oriented JNI for . NET 二孵空 ( low-level ) Object-Oriented JNI with a number of helpers that includes the standard JNI SDK for C # , Managed C + + , VB # , J # ( Commercial )
  • OOJNI Add-in ( C # , VB # ) for VS 兩千空八分之二千空五 Generates object-oriented JNI code in C # or VB # for Java classes selected , implements Java interfaces and Java native methods in VB # and C # . Java Class methods and fields ( which are represented as . NET Class properties ) to be wrapped can be filtered . ( Commercial )
  • _ e _ X _ treme _ DB JNI uses Java annotations and reflection to enable Java applications to call the EXtremeDB database ( written in C ) without reliance on an external database definition language
  • JavaToDPR , a Delphi Project ( . dpr ) Stub File Generator that allows one to write an Embarcadero Delphi DLL to handle the native methods declared in a Java . class file
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