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jvm005-本地方法接口和本地方法棧

簡單地講,一個native method是一個java調用非java代碼的接囗。一個native method是這樣一個java方法:該方法的實作由非java語言實作,比如c。這個特征并非java所特有,很多其它的程式設計語言都有這一機制,比如在c中,你可以用extern "c" 告知c編譯器去調用一個c的函數。

a native method is a java method whose implementation is provided by non-java code.

在定義一個native method時,并不提供實作體(有些像定義一個java interface),因為其實作體是由非java語言在外面實作的。

本地接口的作用是融合不同的程式設計語言為java所用,它的初衷是融合c/c++程式。

jvm005-本地方法接口和本地方法棧

舉例

辨別符native可以與其它java辨別符連用,但是abstract除外

java使用起來非常友善,然而有些層次的任務用java實作起來不容易,或者我們對程式的效率很在意時,問題就來了。

與java環境的互動

有時java應用需要與java外面的環境互動,這是本地方法存在的主要原因。你可以想想java需要與一些底層系統,如作業系統或某些硬體交換資訊時的情況。本地方法正是這樣一種交流機制:它為我們提供了一個非常簡潔的接口,而且我們無需去了解java應用之外的繁瑣的細節。

與作業系統的互動

jvm支援着java語言本身和運作時庫,它是java程式賴以生存的平台,它由一個解釋器(解釋位元組碼)和一些連接配接到本地代碼的庫組成。然而不管怎樣,它畢竟不是一個完整的系統,它經常依賴于一底層系統的支援。這些底層系統常常是強大的作業系統。通過使用本地方法,我們得以用java實作了jre的與底層系統的互動,甚至jvm的一些部分就是用c寫的。還有,如果我們要使用一些java語言本身沒有提供封裝的作業系統的特性時,我們也需要使用本地方法。

sun's java

sun的解釋器是用c實作的,這使得它能像一些普通的c一樣與外部互動。jre大部分是用java實作的,它也通過一些本地方法與外界互動。例如:類java.lang.thread的setpriority()方法是用java實作的,但是它實作調用的是該類裡的本地方法setpriority()。這個本地方法是用c實作的,并被植入jvm内部,在windows 95的平台上,這個本地方法最終将調用win32 setpriority() api。這是一個本地方法的具體實作由jvm直接提供,更多的情況是本地方法由外部的動态連結庫(external dynamic link library)提供,然後被jvw調用。

現狀

目前該方法使用的越來越少了,除非是與硬體有關的應用,比如通過java程式驅動列印機或者java系統管理生産裝置,在企業級應用中已經比較少見。因為現在的異構領域間的通信很發達,比如可以使用socket通信,也可以使用web service等等,不多做介紹。

java虛拟機棧于管理java方法的調用,而本地方法棧用于管理本地方法的調用。

本地方法棧,也是線程私有的。

允許被實作成固定或者是可動态擴充的記憶體大小。(在記憶體溢出方面是相同的)

如果線程請求配置設定的棧容量超過本地方法棧允許的最大容量,java虛拟機将會抛出一個stackoverflowerror 異常。

如果本地方法棧可以動态擴充,并且在嘗試擴充的時候無法申請到足夠的記憶體,或者在建立新的線程時沒有足夠的記憶體去建立對應的本地方法棧,那麼java虛拟機将會抛出一個outofmemoryerror異常。

本地方法是使用c語言實作的。

它的具體做法是native method stack中登記native方法,在execution engine 執行時加載本地方法庫。

jvm005-本地方法接口和本地方法棧

當某個線程調用一個本地方法時,它就進入了一個全新的并且不再受虛拟機限制的世界。它和虛拟機擁有同樣的權限。

本地方法可以通過本地方法接口來通路虛拟機内部的運作時資料區。

它甚至可以直接使用本地處理器中的寄存器

直接從本地記憶體的堆中配置設定任意數量的記憶體。

并不是所有的jvm都支援本地方法。因為java虛拟機規範并沒有明确要求本地方法棧的使用語言、具體實作方式、資料結構等。如果jvm産品不打算支援native方法,也可以無需實作本地方法棧。

在hotspot jvm中,直接将本地方法棧和虛拟機棧合二為一。