JNI(Java Native Interface)是Java平台标准版(Java SE)提供的一种机制,允许Java应用程序与用其他语言(如C、C++)编写的原生代码进行交互。JNI_接口规范详细定义了如何在Java和非Java环境中进行高效且安全的数据交换,以及处理各种操作,如对象引用、方法调用、异常管理等。
1. **简介**
- Java本地接口(JNI)起源于JDK1.0,它提供了Java与C/C++代码之间的桥梁,使得Java程序员可以调用原生功能或暴露Java类库给其他语言。
- JDK1.1.2引入了一些改进,增强了安全性,比如引入了局部引用的概念,避免了内存泄漏。
2. **设计概述**
- JNI接口函数和指针:通过JNI,开发者可以定义函数指针来调用本地方法,同时使用JNI函数表来存储这些函数地址。
- 加载和链接本地方法:在JNI中,本地方法需要在Java虚拟机(JVM)上正确加载和链接,以确保正确地解析方法名和参数类型。
- 引用Java对象:JNI支持两种类型的引用,全局引用持久存在,而局部引用仅在当前线程生命周期内有效。实现局部引用时,需要确保在使用完毕后正确释放。
3. **类型和数据结构**
- 基本类型:包括整型、浮点型、字符型等,可以直接映射到相应的C/C++类型。
- 引用类型:如Java对象引用,通过域ID(field ID)和方法ID(method ID)来操作。
- 类型签名:用于描述Java类型,例如`"Lcom/example/MyClass;"`,是JNI中表示`com.example.MyClass`的关键部分。
- 字符串操作:涉及创建、获取长度、访问字符数组以及转换为UTF-8格式。
4. **JNI函数**
- 接口函数表:存放本地方法的地址,便于Java代码查找和调用。
- 版本信息函数:如GetVersion,用于查询JNI版本信息。
- 类操作:如DefineClass用于加载类的字节码,FindClass查找类名。
- 对象操作:如AllocObjectGetObjectClass用于创建对象并获取其类,IsSameObject检查两个对象是否相同。
- 字符串和数组操作:提供了创建、获取长度、访问元素和修改元素的方法,适用于各种类型的数据结构。
JNI是Java语言扩展性的重要工具,它允许Java与底层平台进行深度集成,但同时也需要开发者严格遵循规范以防止内存问题和异常处理不当。熟练掌握JNI接口规范,有助于开发高效、安全的混合编程应用。