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JNI(Java Native Interface)详解
一、定义与关系
JNI(Java本地接口)是Java与其他语言(如C/C++)交互的桥梁。本地方法是用[native]关键字声明、由外部语言实现的方法,而JNI是支撑这些本地方法运行的接口规范。两者关系可理解为:本地方法是接口声明,JNI是实现交互的技术手段。
二、核心原理
- JVM通过JNI加载动态链接库(.dll/.so)
- Java与本地代码通过预定义的函数签名进行数据交换
- 内存管理中采用本地引用和全局引用机制
三、核心功能
- 调用现有C/C++库
- 实现高性能计算(如图形渲染)
- 访问操作系统特有功能
- 与其他语言系统互操作
四、语法规则要点
1. 声明本地方法:
- public class NativeDemo {
- public native void printHello(); // native方法声明
- }
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2. 生成头文件:
javac -h . NativeDemo.java
3. C++实现示例:
- #include <jni.h>
- JNIEXPORT void JNICALL Java_NativeDemo_printHello(JNIEnv *env, jobject obj) {
- printf("Hello from C++!");
- }
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4. 编译动态库(Linux示例):
g++ -shared -fPIC -I${JAVA_HOME}/include -o libnative.so NativeDemo.cpp
5. Java加载库:
- static {
- System.loadLibrary("native"); // 加载libnative.so
- }
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五、关键数据结构
- JNIEnv:提供访问JVM环境的接口指针
- jobject:表示Java对象的基础类型
- jclass:表示Java类类型
六、数据类型映射
Java类型 → JNI类型:
- int → jint
- String → jstring
- Object → jobject
- boolean → jboolean
七、重要意义
- 突破Java语言限制
- 复用已有Native代码资产
- 提升关键代码性能(约10-100倍)
- 实现底层硬件访问
八、注意事项
- 需处理跨语言内存管理
- 注意线程安全问题
- 不同平台需要重新编译
- 增加调试复杂度
九、典型应用场景
- OpenGL图形渲染
- 硬件驱动调用
- 密码学计算加速
- 遗留系统集成
建议参考Oracle官方文档:
https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/jni/
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