JNI membenarkan kod Java untuk berinteraksi dengan kod tempatan yang ditulis dalam C/C dan bahasa lain, dan melaksanakannya sebagai perpustakaan yang dikongsi dengan mengisytiharkan kaedah asli, menghasilkan fail header, menulis dan menyusun C sebagai perpustakaan bersama, memuatkan perpustakaan dan menjalankan program untuk mencapai panggilan; 2. Data ditukar antara Java dan jenis tempatan melalui fungsi JNI, seperti JSTRING dan CHAR*; 3. Kod tempatan boleh memanggil semula kaedah Java, dan anda perlu mendapatkan rujukan kelas, ID kaedah dan menggunakan fungsi seperti CallVoidMethod; 4. Perhatikan spesifikasi penamaan, pemeriksaan pengecualian, pengurusan memori, keselamatan benang dan prestasi overhead apabila menggunakannya; 5. Ia sesuai untuk mengakses sumber sistem, menggunakan semula perpustakaan asli atau meningkatkan prestasi, tetapi harus dielakkan apabila Java tulen dapat menyelesaikan atau menekankan kebolehpercayaan; JNI adalah alat yang kuat tetapi berhati -hati, dan aplikasi yang betul dapat mengembangkan keupayaan Java dengan ketara.

Antara Muka Native Java (JNI) membolehkan kod Java berjalan dalam mesin maya Java (JVM) untuk berinteraksi dengan aplikasi asli dan perpustakaan yang ditulis dalam bahasa lain seperti C, C, atau pemasangan. Ini berguna apabila anda perlu mengakses sumber peringkat sistem, memanfaatkan kod asli yang sedia ada, atau meningkatkan prestasi untuk tugas-tugas yang kuat.

Walaupun Java direka untuk menjadi platform bebas, JNI memperkenalkan kebergantungan khusus platform-tetapi ia memberi anda kawalan tahap rendah yang kuat apabila diperlukan.

Mari kita pecahkan bagaimana JNI berfungsi, langkah demi langkah, dengan contoh praktikal.

? Bagaimana JNI Berfungsi: Gambar Besar

JNI bertindak sebagai jambatan antara Java dan kod asli:

1. Java memanggil kaedah asli yang diisytiharkan dengan kata kunci native .
2. JVM memuatkan perpustakaan yang dikongsi ( .dll pada Windows, .so on linux, .dylib on macOS).
3. Kod asli melaksanakan kaedah tersebut , biasanya dalam C/C.
4. Data ditukar antara Java dan jenis asli menggunakan fungsi JNI.
5. Secara pilihan, kod asli boleh memanggil kembali ke kaedah Java .

?? Gunakan JNI dengan berhati -hati - ia memintas ciri keselamatan JVM seperti pengumpulan sampah dan pemeriksaan keselamatan.

? Contoh langkah demi langkah: Memanggil C dari Java

Kami akan membuat program mudah di mana Java memanggil fungsi C yang mengembalikan rentetan.

1. Tulis kelas Java

 // helloworld.java
kelas awam Helloworld {
    // mengisytiharkan kaedah asli
    rentetan asli awam berkataHello ();

    // memuatkan perpustakaan asli
    statik {
        System.LoadLibrary ("Hello"); // beban libhello.so (linux), hello.dll (windows), atau libhello.dylib (macOS)
    }

    public static void main (string [] args) {
        HelloWorld HW = new HelloWorld ();
        System.out.println (hw.sayhello ());
    }
}

Menyusunnya:

 Javac Helloworld.java

Ini menghasilkan HelloWorld.class .

2. Menjana fail header menggunakan javah (ditutup) atau javac -h

Sejak JDK 8, javah ditahan. Gunakan:

 Javac -H. Helloworld.java

Ini menghasilkan fail header: HelloWorld.h , yang kelihatan seperti:

 / * Jangan edit fail ini - ia adalah mesin yang dihasilkan */
#include <jni.h>
/ * Header untuk kelas helloworld */

#ifndef _included_helloworld
#define _included_helloworld
#ifdef __cplusplus
Extern "C" {
#endif

/*
 * Kelas: Helloworld
 * Kaedah: Sayhello
 * Tandatangan: () ljava/lang/string;
 */
Jniexport jstring jnicall java_helloworld_sayhello
  (Jnienv *, pekerjaan);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

Catatan:

• Java_HelloWorld_sayHello adalah konvensyen penamaan yang diperlukan.
• JNIEnv* adalah penunjuk antara muka untuk mengakses fungsi JNI.
• jobject merujuk kepada contoh objek HelloWorld .

3. Melaksanakan kaedah asli dalam c

Buat HelloWorld.c :

 #include <jni.h>
#termasuk "helloworld.h"
#include <string.h>

Jniexport jstring jnicall java_helloworld_sayhello
  (Jnienv *env, pekerjaan obj) {
    kembali (*env)-> newstringutf (env, "hello dari c melalui jni!");
}

Di sini:

• Kami menggunakan (*env)->NewStringUTF() untuk menukar rentetan c ( char* ) ke jstring .
• Semua fungsi JNI diakses melalui penunjuk JNIEnv .

4. Menyusun kod C ke dalam perpustakaan bersama

Pada Linux/MacOS:

 gcc -fpic -i "$ {java_home}/termasuk" -i "$ {java_home}/termasuk/linux" \
    -Shared -o libhello.so helloworld.c

Ganti /linux dengan /darwin pada macOS.

Pada Windows (menggunakan Mingw atau MSVC):

 gcc -i "%java_home%\ include" -i "%java_home%\ include \ win32" 
    -shared -o hello.dll helloworld.c

Pastikan output sepadan dengan System.loadLibrary() yang diharapkan:

• Linux: libhello.so
• Windows: hello.dll
• MacOS: libhello.dylib

5. Jalankan program

Pastikan Perpustakaan Dikongsi berada di Laluan Perpustakaan:

 java -djava.library.path =. Helloworld

Output:

 Helo dari C melalui JNI!

? Kejayaan! Java memanggil fungsi C anda.

? Lulus dan mengembalikan jenis data

JNI menyokong pelbagai penukaran jenis data.

Contoh: Tambahkan dua bilangan bulat dalam c

Java:

 kelas awam Mathlib {
    Int Native Int ADM (int a, int b);
    statik {
        System.LoadLibrary ("matematik");
    }
    public static void main (string [] args) {
        Mathlib Ml = baru Mathlib ();
        System.out.println ("5 7 =" ml.add (5, 7));
    }
}

C Pelaksanaan ( MathLib.c ):

 #include <jni.h>
#termasuk "mathlib.h"

Jniexport jint jnicall java_mathlib_add
  (Jnienv *env, Job Obj, Jint A, Jint B) {
    kembali AB;
}

Langkah penyusunan yang sama dikenakan.

? Mengakses bidang dan kaedah Java dari kod asli

Kod asli juga boleh memanggil kembali ke Java .

Contoh: Panggil kaedah Java dari C.

Java:

 callbackexample kelas awam {
    nilai int swasta = 42;

    public void printValue () {
        System.out.println ("Nilai dari Java:" Nilai);
    }

    public native void callprintValue ();

    statik {
        System.LoadLibrary ("Callback");
    }

    public static void main (string [] args) {
        callBackExample baru (). CallPrintValue ();
    }
}

Pelaksanaan C:

 #include <jni.h>
#termasuk "callbackexample.h"

Jniexport void jnicall java_callbackexample_callprintValue
  (Jnienv *env, pekerjaan obj) {

    // Dapatkan kelas
    JClass cls = (*env)-> getObjectClass (env, obj);

    // Cari id kaedah
    jMethodid mid = (*env)-> getMethodid (env, cls, "printValue", "() v");
    jika (pertengahan == null) kembali; // Kaedah tidak dijumpai

    // panggil kaedah java
    (*env)-> callVoidMethod (env, obj, mid);
}

Tandatangan "()V" bermaksud: tiada hujah, mengembalikan kekosongan.

Kembali semula dan jalankan → output:

 Nilai dari Java: 42

Anda baru sahaja membuat C memanggil kaedah Java!

?? Perangkap biasa & amalan terbaik

• Konvensyen Penamaan : Nama kaedah asli mesti mengikuti Java_PackageName_ClassName_MethodName .
• Pengendalian Pengecualian : Sentiasa periksa pengecualian selepas panggilan JNI kritikal menggunakan (*env)->ExceptionCheck() atau ExceptionOccurred() .
• Pengurusan memori : Rujukan tempatan yang dibuat dalam kod asli dibersihkan secara automatik kecuali disematkan. Elakkan kebocoran ingatan.
• Keselamatan Thread : JNIEnv adalah benang-tempatan. Jangan kongsi di seluruh benang.
• Prestasi : Menyeberangi sempadan JNI mempunyai overhead. Meminimumkan panggilan kerap.
• Kemudahalihan : Perpustakaan asli adalah OS/Khusus Senibina. Anda mungkin memerlukan pelbagai binaan.

? Bilakah anda harus menggunakan JNI?

Gunakan JNI bila:

• Interfacing dengan perkakasan atau OS API (misalnya, pemandu peranti).
• Menggunakan semula warisan C/C Legacy.
• Bahagian prestasi kritikal (contohnya, matematik, pemprosesan imej).
• Mengintegrasikan dengan perpustakaan asli (OpenCV, OpenSSL, dan lain -lain).

Elakkan JNI bila:

• Penyelesaian Java Pure wujud.
• Kemudahalihan adalah kunci.
• Kesederhanaan dan penyelenggaraan lebih penting daripada kelajuan.

Ringkasan

JNI membolehkan integrasi yang kuat antara Java dan kod asli. Dengan hanya beberapa langkah - mengisytiharkan kaedah native , menjana tajuk, menulis kod C, menyusun kepada perpustakaan yang dikongsi, dan memuatkannya - anda boleh melanjutkan keupayaan Java di luar JVM.

Ia bukan sesuatu yang anda gunakan setiap hari, tetapi apabila anda memerlukannya, ia sangat diperlukan.

Pada asasnya, JNI membuka pintu - hanya berhati -hati dengan apa yang anda bawa.

Atas ialah kandungan terperinci Interface Native Java (JNI) dijelaskan dengan contoh. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!