Java基础-基础语法-native方法

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概念

native是一个计算机函数，一个Native Method就是一个Java调用非Java代码的接口。方法的实现由非Java语言实现，比如C或C++。

JDK中如何运行native方法

首先举个例子看一下在JDK中如何运行native方法的

• 1. java源码中的native方法是不能直接在jdk中看到的，因为jdk不是开源的，要看到的话需要sun授权才行，现在只有openjdk是被sun公司授权，所以要查看的话，下载完整的OpenJDK源码包
• 2. 下载或查看完整的OpenJDK源码
     官网:OpenJDK
     
     

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• 3. 找一个JDK中使用native方法的实例

TimeZone.getDefault();//Java读取默认时区  java.util.TimeZone

class文件中的源码为

  public static TimeZone getDefault() {
      return (TimeZone) getDefaultRef().clone();// 第一步
  }
 ...
static TimeZone getDefaultRef() {
        TimeZone defaultZone = defaultTimeZone;
        if (defaultZone == null) {
            // Need to initialize the default time zone.
            defaultZone = setDefaultZone();// 如果没有设置时区的话 第二步
            assert defaultZone != null;
        }
        // Don't clone here.
        return defaultZone;
    }

    private static synchronized TimeZone setDefaultZone() {
        TimeZone tz;
        // get the time zone ID from the system properties
        String zoneID = AccessController.doPrivileged(
                new GetPropertyAction("user.timezone"));

        // if the time zone ID is not set (yet), perform the
        // platform to Java time zone ID mapping.
        if (zoneID == null || zoneID.isEmpty()) {
            String javaHome = AccessController.doPrivileged(
                    new GetPropertyAction("java.home"));
            try {
                zoneID = getSystemTimeZoneID(javaHome);// 如果没有设置时区的话 第三步
                if (zoneID == null) {
                    zoneID = GMT_ID;
                }
            } catch (NullPointerException e) {
                zoneID = GMT_ID;
            }
        }

        // Get the time zone for zoneID. But not fall back to
        // "GMT" here.
        tz = getTimeZone(zoneID, false);

        if (tz == null) {
            // If the given zone ID is unknown in Java, try to
            // get the GMT-offset-based time zone ID,
            // a.k.a. custom time zone ID (e.g., "GMT-08:00").
            String gmtOffsetID = getSystemGMTOffsetID();
            if (gmtOffsetID != null) {
                zoneID = gmtOffsetID;
            }
            tz = getTimeZone(zoneID, true);
        }
        assert tz != null;

        final String id = zoneID;
        AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() {
            @Override
                public Void run() {
                    System.setProperty("user.timezone", id);
                    return null;
                }
            });

        defaultTimeZone = tz;
        return tz;
    }
...
    /**
     * Gets the platform defined TimeZone ID.
     **/
    private static native String getSystemTimeZoneID(String javaHome);

第三步中调用的getSystemTimeZoneID(String javaHome)这个方法就是native方法.

-4. 通过OpenJDK查看下getSystemTimeZoneID这个方法是什么

jdk.png

share 平台无关的共通代码.png

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然后根据java.util.TimeZone的路径找到对应的native包下的信息

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image.png

在java层面我们仅仅须要dll文件，.c文件的目的仅仅是为了生成dll文件.
这个时候回头看下整个流程:

• 执行TimeZone.getDefault();
• JVM加载TimeZone字节码到内存,同时因为getSystemTimeZoneID(String javaHome)方法描述符内有native,这个描述符块将有一个指向该方法的实现的指针;
• src/share/native/java/util/TimeZone.c文件编译后生成DLL文件,而方法的实现就在这个DLL文件中;
• 在执行getSystemTimeZoneID(String javaHome)方法的同时DLL文件会被操作系统加载到java程序的地址空间;
• JVM完成对Java外的环境交互.

总结:

JVM如何运行Native方法

一个类第一次被使用到时，这个类的字节码会被加载到内存，并且只会加载一次。在这个被加载的字节码的入口维持着一个该类所有方法描述符的list，这些方法描述符包含这样一些信息：方法代码存于何处，它有哪些参数，方法的描述符（public之类）等等。

如果一个方法描述符内有native，这个描述符块将有一个指向该方法的实现的指针；这些实现在一些DLL文件内，但是它们会被操作系统加载到java程序的地址空间；
当一个带有本地方法的类被加载时，其相关的DLL并未被加载，因此指向方法实现的指针并不会被设置。当本地方法被调用之前，这些DLL才会被加载，这是通过调用java.system.loadLibrary()实现的。

为什么需要Native方法呢

• 有些功能Java实现不易.比如读取默认时区,使用Java实现是不太容易的.
• 使用C语言或者C++等其他语言执行效率会更高