【JVM】5. 本地方法接口和本地方法栈

简介: 【JVM】5. 本地方法接口和本地方法栈

5.1. 什么是本地方法?


简单地讲,一个Native Method是一个Java调用非Java代码的接囗。一个Native Method是这样一个Java方法:该方法的实现由非Java语言实现,比如C。这个特征并非Java所特有,很多其它的编程语言都有这一机制,比如在C中,你可以用extern “c” 告知c编译器去调用一个c的函数。


在定义一个native method时,并不提供实现体(有些像定义一个Java interface),因为其实现体是由非java语言在外面实现的。


本地接口的作用是融合不同的编程语言为Java所用,它的初衷是融合C/C++程序。



举例


public class IHaveNatives{
    public native void methodNative1(int x);
    public native static long methodNative2();
    private native synchronized float methodNative3(Object o);
    native void methodNative4(int[] ary) throws Exception;
}


标识符native可以与其它java标识符连用,但是abstract除外


5.2. 为什么使用Native Method?


Java使用起来非常方便,然而有些层次的任务用Java实现起来不容易,或者我们对程序的效率很在意时,问题就来了。


与Java环境的交互


有时Java应用需要与Java外面的环境交互,这是本地方法存在的主要原因。你可以想想Java需要与一些底层系统,如操作系统或某些硬件交换信息时的情况。本地方法正是这样一种交流机制:它为我们提供了一个非常简洁的接口,而且我们无需去了解Java应用之外的繁琐的细节。


与操作系统的交互


JVM支持着Java语言本身和运行时库,它是Java程序赖以生存的平台,它由一个解释器(解释字节码)和一些连接到本地代码的库组成。然而不管怎样,它毕竟不是一个完整的系统,它经常依赖于一底层系统的支持。这些底层系统常常是强大的操作系统。通过使用本地方法,我们得以用Java实现了jre的与底层系统的交互,甚至JVM的一些部分就是用c写的。还有,如果我们要使用一些Java语言本身没有提供封装的操作系统的特性时,我们也需要使用本地方法。


Sun’s Java


Sun的解释器是用C实现的,这使得它能像一些普通的C一样与外部交互。jre大部分是用Java实现的,它也通过一些本地方法与外界交互。例如:类java.lang.Thread的setPriority()方法是用Java实现的,但是它实现调用的是该类里的本地方法setPriority()。这个本地方法是用C实现的,并被植入JVM内部,在Windows 95的平台上,这个本地方法最终将调用Win32 setPriority() ApI。这是一个本地方法的具体实现由JVM直接提供,更多的情况是本地方法由外部的动态链接库(external dynamic link library)提供,然后被JVw调用。


现状


目前该方法使用的越来越少了,除非是与硬件有关的应用,比如通过Java程序驱动打印机或者Java系统管理生产设备,在企业级应用中已经比较少见。因为现在的异构领域间的通信很发达,比如可以使用Socket通信,也可以使用Web Service等等,不多做介绍。


5.3. 本地方法栈


Java虚拟机栈于管理Java方法的调用,而本地方法栈用于管理本地方法的调用。


本地方法栈,也是线程私有的。


允许被实现成固定或者是可动态扩展的内存大小。(在内存溢出方面是相同的)


  • 如果线程请求分配的栈容量超过本地方法栈允许的最大容量,Java虚拟机将会抛出一个StackOverflowError 异常。


  • 如果本地方法栈可以动态扩展,并且在尝试扩展的时候无法申请到足够的内存,或者在创建新的线程时没有足够的内存去创建对应的本地方法栈,那么Java虚拟机将会抛出一个OutOfMemoryError异常。


本地方法是使用C语言实现的。


它的具体做法是Native Method Stack中登记native方法,在Execution Engine 执行时加载本地方法库。



当某个线程调用一个本地方法时,它就进入了一个全新的并且不再受虚拟机限制的世界。它和虚拟机拥有同样的权限


  • 本地方法可以通过本地方法接口来访问虚拟机内部的运行时数据区


  • 它甚至可以直接使用本地处理器中的寄存器


  • 直接从本地内存的堆中分配任意数量的内存。


==并不是所有的JVM都支持本地方法。因为Java虚拟机规范并没有明确要求本地方法栈的使用语言、具体实现方式、数据结构等。==如果JVM产品不打算支持native方法,也可以无需实现本地方法栈。


在Hotspot JVM中,直接将本地方法栈和虚拟机栈合二为一。


相关文章
|
4月前
|
存储 算法 Java
惊!Java程序员必看:JVM调优揭秘,堆溢出、栈溢出如何巧妙化解?
【8月更文挑战第29天】在Java领域,JVM是代码运行的基础,但需适当调优以发挥最佳性能。本文探讨了JVM中常见的堆溢出和栈溢出问题及其解决方法。堆溢出发生在堆空间不足时,可通过增加堆空间、优化代码及释放对象解决;栈溢出则因递归调用过深或线程过多引起,调整栈大小、优化算法和使用线程池可有效应对。通过合理配置和调优JVM,可确保Java应用稳定高效运行。
149 4
|
8天前
|
存储 Java 开发者
浅析JVM方法解析、创建和链接
上一篇文章《你知道Java类是如何被加载的吗?》分析了HotSpot是如何加载Java类的,本文再来分析下Hotspot又是如何解析、创建和链接类方法的。
|
2月前
|
缓存 算法 Java
JVM知识体系学习六:JVM垃圾是什么、GC常用垃圾清除算法、堆内存逻辑分区、栈上分配、对象何时进入老年代、有关老年代新生代的两个问题、常见的垃圾回收器、CMS
这篇文章详细介绍了Java虚拟机(JVM)中的垃圾回收机制,包括垃圾的定义、垃圾回收算法、堆内存的逻辑分区、对象的内存分配和回收过程,以及不同垃圾回收器的工作原理和参数设置。
77 4
JVM知识体系学习六:JVM垃圾是什么、GC常用垃圾清除算法、堆内存逻辑分区、栈上分配、对象何时进入老年代、有关老年代新生代的两个问题、常见的垃圾回收器、CMS
|
26天前
|
监控 Java Spring
JVM如何监控某个方法的入参和相应结果?
JVM如何监控某个方法的入参和相应结果?
34 0
|
4月前
|
存储 安全 Java
JVM常见面试题(二):JVM是什么、由哪些部分组成、运行流程,JDK、JRE、JVM关系;程序计数器,堆,虚拟机栈,堆栈的区别是什么,方法区,直接内存
JVM常见面试题(二):JVM是什么、由哪些部分组成、运行流程是什么,JDK、JRE、JVM的联系与区别;什么是程序计数器,堆,虚拟机栈,栈内存溢出,堆栈的区别是什么,方法区,直接内存
JVM常见面试题(二):JVM是什么、由哪些部分组成、运行流程,JDK、JRE、JVM关系;程序计数器,堆,虚拟机栈,堆栈的区别是什么,方法区,直接内存
|
4月前
|
缓存 监控 算法
吃透 JVM 诊断方法与工具使用
【8月更文挑战第4天】深入了解并掌握JVM诊断需把握几大要点:1) 熟悉JVM内存模型,如堆、栈及方法区;2) 掌握垃圾回收机制与算法;3) 运用工具如`jps`(查看Java进程)、`jstat`(监控运行状态)、`jmap`(生成堆快照)、`jhat`(分析堆快照)、`jstack`(检查线程栈); 4) 利用专业工具如Eclipse Memory Analyzer分析堆转储文件查找内存泄漏; 5) 动态监控与调整JVM参数; 6) 结合日志分析性能瓶颈。通过实战案例加深理解,有效应对JVM性能问题。
|
4月前
|
监控 Java Android开发
吃透 JVM 诊断方法与工具使用
【8月更文挑战第3天】要精通JVM诊断,需掌握关键监控指标如内存(堆/非堆)、CPU使用及线程状态;熟悉工具如`jstat`(监控状态)、`jmap`(堆转储)、`jstack`(线程堆栈);并能利用Eclipse Memory Analyzer (MAT)分析堆转储找内存泄漏;同时理解GC日志以优化垃圾回收行为;通过实践案例加深理解。
|
5月前
|
存储 Java 对象存储
Java虚拟机(JVM)中的栈(Stack)和堆(Heap)
在Java虚拟机(JVM)中,栈(Stack)和堆(Heap)是存储数据的两个关键区域。它们在内存管理中扮演着非常重要的角色,但各自的用途和特点有所不同。
62 0
|
26天前
|
缓存 Prometheus 监控
Elasticsearch集群JVM调优设置合适的堆内存大小
Elasticsearch集群JVM调优设置合适的堆内存大小
208 1
|
2月前
|
存储 安全 Java
jvm 锁的 膨胀过程?锁内存怎么变化的
【10月更文挑战第3天】在Java虚拟机(JVM)中,`synchronized`关键字用于实现同步,确保多个线程在访问共享资源时的一致性和线程安全。JVM对`synchronized`进行了优化,以适应不同的竞争场景,这种优化主要体现在锁的膨胀过程,即从偏向锁到轻量级锁,再到重量级锁的转变。下面我们将详细介绍这一过程以及锁在内存中的变化。
40 4