JNI使Java可以與本機(jī)代碼進(jìn)行交互，以訪問系統(tǒng)資源，提高性能或重用現(xiàn)有庫； 1）用本機(jī)方法編寫Java並加載庫； 2）使用Javac -H生成C/C標(biāo)頭； 3）使用JNIENV在C/C中實現(xiàn)本機(jī)方法與JVM接口； 4）編譯成共享庫（例如，libhello.so或hello.dll）; 5）使用指向圖書館的Java.library.Path運行Java程序；在可能的情況下，請使用JNA或Panama等替代方案，以簡單或更安全。

Java本機(jī)接口（JNI）允許在Java Virtual Machine（JVM）中運行的Java代碼與用其他語言（例如C，C或彙編）編寫的本機(jī)應(yīng)用程序和庫進(jìn)行交互。當(dāng)您需要訪問系統(tǒng)級資源，利用現(xiàn)有本機(jī)代碼或優(yōu)化代碼的性能至關(guān)重要部分時，這很有用。

這是JNI的工作原理以及您需要知道的實際細(xì)分。

為什麼要使用JNI？

您可能會使用JNI的原因有很多：

• 訪問特定於平臺的功能：例如文件系統(tǒng)詳細(xì)信息，硬件接口或Java中未公開的OS級API。
• 性能：對於計算沉重的任務(wù)，本機(jī)代碼（例如C）的速度比純Java快。
• 重用現(xiàn)有的本地庫：集成舊版代碼或第三方庫（例如OpenCV，OpenSSL）。
• 與驅(qū)動程序或低級系統(tǒng)軟件接口。

但是，JNI具有權(quán)衡：降低可移植性，增加的複雜性和潛在的崩潰（因為本機(jī)代碼可能會損壞內(nèi)存並崩潰JVM）。

JNI的工作方式：逐步

使用JNI涉及一些關(guān)鍵步驟：

1. 用native方法編寫Java代碼

   公共類NativeExample {
       //聲明本機(jī)方法
       公共本地人void sayhello（）;
   
       靜止的 {
           //加載本地庫
           System.loadLibrary（“ Hello”）;
       }
   
       公共靜態(tài)void main（string [] args）{
           new NativeExample（）。 sayhello（）;
       }
   }

2. 生成一個C/C標(biāo)頭文件使用javac和javah工具（或jdks中的-h javac ）：

    javac nativalexample.java
   Javac -H。 natiberexample.java＃生成一個.h文件

   這將創(chuàng)建一個帶有功能簽名的標(biāo)題，例如com_example_NativeExample.h 。

    jniexport void jnicall java_com_com_example_nativeexample_sayhello
     （jnienv *，jobject）;

3. 在C/C中實現(xiàn)本機(jī)方法

   #include <jni.h>
   #include <stdio.h>
   #include“ com_example_nativeexample.h”
   
   jniexport void jnicall java_com_com_example_nativeexample_sayhello
     （jnienv *env，jobject obj）{
       printf（“來自本機(jī)C代碼！\ n”）;
   }

4. 編譯到Linux上的共享庫：

    gcc -fpic -shared -i $ {java_home}/include -i $ {java_home}/inclage/linux \
       -o libhello.so natiber_implementation.c

   在Windows上（使用CL）：

    cl -i“％java_home％\ include“ -i”％java_home％\ include \ win32“ -ld atnation_implementation.c -fe：hello.dll

5. 運行Java程序確保JVM可以找到本機(jī)庫：

    java -djava.library.path =。本機(jī)示例

   輸出：

   您好來自本機(jī)C代碼！

關(guān)鍵JNI概念

jnienv和java對象

• JNIEnv*是一個指向函數(shù)指針結(jié)構(gòu)的指針，使C代碼與JVM相互作用。
• 您可以使用JNIEnv調(diào)用Java方法，創(chuàng)建對像或從本機(jī)代碼中拋出異常。
• 示例：從c調(diào)用Java方法：

   JCLASS CLS =（*env） - > getObjectClass（env，obj）;
  jmethodid mid =（*env） - > getMethodid（env，cls，“ callback”，“（）v”）;
  （*env） - > callVoidMethod（Env，OBJ，Mid）;

數(shù)據(jù)類型映射

JNI地圖Java類型為本機(jī)C類型：

• jint → int
• jboolean → unsigned char
• jobject →通用Java對象參考
• jstring →Java String（必須使用GetStringUTFChars轉(zhuǎn)換為C字符串）

請小心字符串處理 - Java使用Unicode，而C經(jīng)常使用UTF-8或其他編碼。

記憶和績效注意事項

• 當(dāng)本機(jī)方法返回時，在本機(jī)代碼中創(chuàng)建的本地引用（例如， jobject ）會自動清理。
• 對於長期運行的本地方法，請使用DeleteLocalRef或推送/彈出本地參考框架來避免內(nèi)存洩漏。
• 避免頻繁的jni呼叫緊密循環(huán) - 跨越JNI邊界的頭頂。

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常見的陷阱和最佳實踐

• *不要across threads**: jnienv is thread-specific. Use Javavm在其他線程中to get Jnienv`。
• 正確處理異常：如果來自本機(jī)代碼的Java調(diào)用會引發(fā)異常，請檢查ExceptionCheck()並處理。
• 使用JNI Onload進(jìn)行初始化：定義JNI_OnLoad()函數(shù)以註冊本機(jī)方法或執(zhí)行設(shè)置。
• 避免使用Java對象的全局靜態(tài)變量：如果您需要在呼叫中保持Java對象的活力，請使用GlobalRef 。
• 對線程保持謹(jǐn)慎：本機(jī)代碼可以阻止或乾擾JVM線程管理。

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JNI的替代方案

雖然強(qiáng)大，但JNI很複雜。考慮替代方案：

• JNA（Java本機(jī)訪問） ：更簡單，無需編寫C代碼 - 直接調(diào)用共享庫。
• 巴拿馬項目（外國功能和內(nèi)存API） ：一項現(xiàn)代Java倡議（自JDK 17以來），用更安全，更容易的本機(jī)Interop替換JNI。
• GRAALVM天然圖像：將Java編譯為本機(jī)二進(jìn)製文件，在某些情況下減少了對JNI的需求。

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大多數(shù)Java應(yīng)用程序都不需要JNI，但是當(dāng)您必須超越JVM時，這是最直接的方法。它功能強(qiáng)大，但需要護(hù)理，尤其是在內(nèi)存，線程和錯誤處理周圍。

基本上：必要時使用JNI，進(jìn)行徹底測試，並使本地部分盡可能小且安全。

以上是Java本地界面（JNI）解釋了的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！