画图学 JVM（八） 06 本地方法接口（JNI）和 07 本地方法栈

一、 本地方法接口

1.1 本地方法接口概述

1.1.1 官方文档

https://docs.oracle.com/en/java/javase/14/docs/specs/jni/index.html

1.1.2 本地方法在 JVM 中所处位置

1.2 什么是本地方法

简单来说， 一个 native method 就是 Java 调用非 Java 代码的接口。

A native method is a java method whose implementation is provided by non-java code.

• 由非 Java 语言实现， 如 C 语言
• 定义一个 native method 方法时，并不提供实现体，因为这些实现体是由非 Java 语言在外面实现的
• 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

示例

public class IHaveNativeMethod{
	public native void methodNative();
 	public native static long mathodNative2();
	private native synchronized float methodNative3();
  	native void methodNative4 （int[] ary）throws Exception；
}

标识符 native 可以与所有其他的 Java 标识符一起使用， 但是 abstract 除外。

1.3 为什么要用 native method

• Sun’s Java
  Sun 的解释器是用 C 实现的， 这使得它能像一般普通的 C 程序一样与外部交互。 JRE 大部分是用 Java 实现的，它通过一些本地方法与外部交互。

• 与操作系统交互
  JVM 支持 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。需要一些底层系统的支持，这些底层系统常常是强大的操作系统。

• 与 Java 外环境交互
  主要是与硬件等设备交互， 如控制串口设备等。这些设备驱动大多使用 C/C++ 编写。另外一些使用其他语言编写的功能库。

二、本地方法栈

2.1 官方文档

https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-2.html#jvms-2.5.2

2.2 在 JVM 中的位置

2.3 一些要点

• 本地方法栈是 JVM 运行时数据区的一部分，用于管理本地方法调用。
• 线程私有
• 并非所有 JVM 中都有实现， 在 Hotspot VM 中直接将本地方法栈与虚拟机栈合二为一

2.4 异常

本地方法栈允许被实现成固定大小或可动态扩展

• 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， JVM 抛出 StackOverflowError
• 如果本地方法栈大小设置为可动态扩展的，并尝试在扩展时无法申请到足够的内存，或在创建新线程时没有足够的内存去创建对应的本地方法栈，JVM 抛出 OOM

2.5 The Stack for a thread that invokes Java and Native Methods

图中演示了在一个线程中，调用两个 Java 方法在虚拟机栈中生成相应的栈帧，当线程在第二个 Java 方法中调用本地方法时，使用了本地方法栈。 本地方法可用通过本地方法接口回调了 Java 方法。

附件

《尚硅谷2020最新版宋红康JVM教程》 06 本地方法接口 PPT