JNI sapera l'indépendance de la plate-forme de Java. 1) JNI nécessite des bibliothèques locales pour une plate-forme spécifique, 2) le code local doit être compilé et lié sur la plate-forme cible, 3) différentes versions du système d'exploitation ou de JVM peuvent nécessiter différentes versions de bibliothèque locale, 4) le code local peut introduire des vulnérabilités de sécurité ou provoquer des accidents de programme.

introduction

Lors de l'exploration du monde de Java, l'interface native Java (JNI) est sans aucun doute un outil convaincant qui permet aux programmes Java d'interagir avec le code natif écrit dans d'autres langues. En tant que vétéran de la programmation, je connais la puissance de JNI, mais je comprends aussi comment elle sape l'indépendance de la plate-forme préconisée par Java dans certains cas. Grace à cet article, je vous emmènerai dans la profonde compréhension de la fa?on dont JNI affecte l'indépendance de la plate-forme de Java et partagera certaines des expériences et des le?ons que j'ai rencontrées dans des projets réels.

En lisant cet article, vous apprendrez à identifier les pièges potentiels dans l'utilisation de JNI, à comprendre leur impact sur l'indépendance des plateformes et à ma?triser certaines stratégies pour atténuer ces problèmes.

Examen des connaissances de base

JNI fait partie de la plate-forme Java, qui permet au code Java d'appeler des méthodes natives écrites en C, C ou en langage d'assemblage. Ces méthodes natives peuvent accéder aux ressources au niveau du système, effectuer des taches sensibles aux performances ou tirer parti des bibliothèques non java existantes. JNI a été con?u pour permettre aux programmes Java de s'intégrer de manière transparente avec le code natif, améliorant ainsi les performances et les fonctionnalités.

Lorsque vous utilisez JNI, les programmes Java exécutent du code non java en appelant des méthodes locales. Ces méthodes natives sont généralement écrites en C ou C et interagissent avec la machine virtuelle Java (JVM) via l'interface JNI.

Analyse du concept de base ou de la fonction

Comment fonctionne Jni

JNI permet au code Java d'appeler des méthodes locales en définissant un ensemble d'interfaces et de conventions. Plus précisément, un programme Java déclare une méthode locale via des mots clés native , puis utilise System.loadLibrary pour charger une bibliothèque de liens dynamiques (DLL) contenant l'implémentation de cette méthode. Une fois le chargement terminé, le programme Java peut appeler le code local via cette méthode locale.

Par exemple, si nous voulons appeler une méthode native écrite en C en Java, nous pourrions le faire:

classe publique nativeExample {
    // Déclare la méthode locale Public Native void Sayshello ();
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>// Chargez la bibliothèque locale statique {
    System.LoadLibrary ("nativelib");
}

public static void main (String [] args) {
    Exemple nativeExample = new NativeExample ();
    exemple.sayhello (); // appelle la méthode locale}

}

En C, nous mettons en ?uvre cette méthode locale:

#inclure<jni.h>
#inclure<stdio.h><p> Jniexport void jnicall java_nativexample_sayhello
(JNienv * Env, Job obj) {
printf ("bonjour de c! \ n");
}</p>

L'impact de JNI sur l'indépendance de la plate-forme

Bien que JNI offre des fonctionnalités puissantes, elle apporte également un problème important: il sape l'indépendance de la plate-forme de Java. Un avantage central de Java est "écrit immédiatement, exécuté partout", mais l'utilisation de JNI introduit le code lié à une plate-forme spécifique.

Impact spécifique

• Dépendances des bibliothèques locales : JNI nécessite le chargement des bibliothèques locales pour des plates-formes spécifiques qui peuvent varier selon les systèmes d'exploitation ou les architectures matérielles. Par exemple, un fichier DLL sur Windows est différent d'un fichier d'objet partagé (SO) sur Linux. Cela signifie que les programmes Java utilisant JNI doivent fournir la bibliothèque locale correspondante pour chaque plate-forme cible.

• Compilation et liaison : le code local doit être compilé et lié sur la plate-forme cible, ce qui augmente la complexité du développement et de la maintenance. Les développeurs doivent s'assurer que le code local est compilé et s'exécuter correctement sur toutes les plates-formes cibles, ce qui nécessite souvent un travail et des tests supplémentaires.

• Compatibilité des versions : différentes versions du système d'exploitation ou de JVM peuvent nécessiter différentes versions de bibliothèque locale, augmentant encore la difficulté de maintenance. Par exemple, une bibliothèque locale compilée sur Windows 10 peut ne pas s'exécuter sur Windows 7.

• Sécurité et stabilité : le code local accède directement aux ressources système, qui peuvent introduire des vulnérabilités de sécurité ou provoquer des accidents du programme. Ces problèmes ne se produisent généralement pas dans le code Java car le JVM fournit une couche de protection.

Partage d'expérience

Dans l'un de mes projets, nous utilisons JNI pour optimiser les performances du traitement d'image. Nous avons constaté que même si JNI améliore les performances, nous devons compiler et tester la bibliothèque locale pour différentes plates-formes chaque fois que nous publions une nouvelle version, ce qui augmente considérablement le cycle de version. De plus, nous avons des problèmes de plantage difficiles à déborder qui sont finalement retracés aux erreurs de gestion de la mémoire dans le code local.

Exemple d'utilisation

Utilisation de base

Regardons un exemple d'utilisation JNI simple:

classe publique SimpleJni {
    // déclare la méthode locale publique native void nativeMethod ();
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>// Chargez la bibliothèque locale statique {
    System.LoadLibrary ("SimpleJnilib");
}

public static void main (String [] args) {
    SimpleJni SimpleJni = new SimpleJni ();
    SimpleJni.NativeMethod (); // appelle la méthode locale}

}

Dans cet exemple, nous définissons une méthode native simple nativeMethod et chargeons une bibliothèque locale nommée SimpleJNILib via System.loadLibrary .

Utilisation avancée

Dans des scénarios plus complexes, nous devrons peut-être traiter des objets ou des tableaux Java dans une méthode locale. Par exemple, nous pourrions écrire une méthode locale pour gérer un tableau d'entiers Java:

classe publique AdvancedJni {
    // déclare la méthode locale publique native void processArray (int [] array);
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>// Chargez la bibliothèque locale statique {
    System.LoadLibrary ("AdvancedJnib");
}

public static void main (String [] args) {
    AdvancedJni AdvancedJni = new AdvancedJni ();
    int [] array = {1, 2, 3, 4, 5};
    AdvancedJni.ProcessArray (Array); // appelle la méthode locale pour traiter le tableau}

}

En C, nous devons traiter ce tableau:

#inclure<jni.h><p> Jniexport void jnicall java_advancedjni_processarray
(JNienv <em>Env, Job OBJ, jintarray arr) {
// Obtenez la longueur du tableau jSize len = (</em> Env) -> GetArrayLength (Env, arr);</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'> // Créer un tableau de langue C pour stocker le contenu des tableaux java jint * body = (* env) -> getIntArrayelements (env, arr, null);

// Traitement le tableau pour (jsize i = 0; i <len; i) {
    corps [i] * = 2; // Exemple: multiplier chaque élément par 2
}

// Release Array (* Env) -> releaseIntArrayElements (Env, arr, body, 0);

}

Erreurs courantes et conseils de débogage

Les erreurs courantes lors de l'utilisation de JNI incluent:

• Fuite de mémoire : le code local gère de manière incorrecte la mémoire, ce qui entra?ne des fuites de mémoire.
• Crash : le code local a accédé à une adresse mémoire non valide ou a effectué une opération illégale, provoquant le plantage du programme.
• Déliachance du type de données : Déliachance du type de données entre Java et code local, entra?nant une corruption ou une erreur des données.

Lors de la débogage de ces problèmes, vous pouvez utiliser les conseils suivants:

• Utilisation du débogueur : définissez des points d'arrêt dans le code local et utilisez le débogueur pour suivre le processus d'exécution.
• Journalisation : ajoutez la journalisation au code local pour aider à suivre où et pourquoi le problème se produit.
• Gestion des exceptions JNI : utilisez le mécanisme de gestion des exceptions fourni par JNI pour attraper et gérer les exceptions dans le code local.

Optimisation des performances et meilleures pratiques

Bien que JNI puisse saper l'indépendance de la plate-forme, dans certains cas, il est toujours nécessaire. Voici quelques suggestions d'optimisation et de meilleures pratiques:

• Minimisez l'utilisation de JNI : minimisez l'utilisation de JNI autant que possible et utilisez uniquement le code local sur les chemins critiques de performances.
• Optimisation du code local : assurez-vous que le code local est optimisé pour minimiser le nombre d'interactions avec le code Java.
• Compatibilité multiplateforme : utilisez des outils d'automatisation tels que CMake pour gérer la compilation et la liaison du code natif pour assurer la compatibilité multiplateforme.
• Examen et tests de code : effectuez une revue et des tests rigoureux de code sur le code local pour assurer sa stabilité et sa sécurité.

D'après mon expérience, alors que JNI apporte des gains de performance, j'évalue soigneusement son impact sur l'indépendance de la plate-forme chaque fois que je l'utilise et minimise sa portée d'utilisation. Grace à ces stratégies, nous pouvons profiter du pouvoir de JNI tout en maintenant l'indépendance de la plate-forme Java.

Grace à cet article, j'espère que vous comprenez non seulement comment JNI affecte l'indépendance de la plate-forme de Java, mais ma?trisez également certaines stratégies pratiques pour faire face à ces défis. Que vous soyez un débutant ou un développeur expérimenté, ces idées et suggestions vous aideront à prendre des décisions plus intelligentes lors de l'utilisation de JNI.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!