Java Native Interface(JNI) 简介

博客中提到的JNI均指Java Native Interface，Java本地接口。本地代码均指C/C++代码。

JNI简介

JNI是Java平台中的一个非常强大的特性，通过JNI相关的接口，我们不仅可以在Java中调用本地代码，也可以在本地代码使用Java完成相关的操作，并且不需要考虑操作系统之间的差异。那么JNI是如何消除操作系统之间的差异的呢？首先，我们要理解两个概念：Java平台和主机环境。Java平台是包含了Java虚拟机和Java API接口的编程环境，Java应用程序会被编译成与机器无关的二进制格式的类文件，这些类文件能够被Java虚拟机解析执行。主机环境表示主机操作系统，本地库和计算机指令集。使用C/C++编写的本地代码会被编译成与机器相关的二进制代码并与本地库链接起来。JRE（Java Runtime Environment）就是这样的一个主机环境。Java应用程序、Java虚拟机、JNI、本地应用程序或者本地代码库与主机环境之间的关系如下图所示：

Java应用程序在Java虚拟机里解析执行，Java虚拟机在主机环境里运行，并通过JNI接口与本地应用程序或者代码库进行通信。

JNI启示

需要强调的一点是，一旦使用JNI去编写应用程序就意味着你将失去Java平台的两个特性：

1. Java应用程序不再跨平台运行。即便Java语言编写的部分是跨平台的，但是你仍然需要将本地代码部分重新编译成与平台相关的代码；
2. 本地代码并不是类型安全的语言，然而Java却是。因此，如果本地代码稍有差错都回导致Java虚拟机崩溃。基于这一点，在执行JNI之前进行安全检查是非常重要的一个步骤。

什么情况下使用JNI

在《JNI启示》小节中介绍了使用JNI的两个劣势，使用JNI之前通常需要考虑是否还有其它方式来完成Java与不同语言之间的交互，下面是三种常见的不使用JNI的方式：

1. TCP连接或者其它IPC机制；
2. JDBC；
3. Java IDL接口。

以上三种方式的共同特点是Java应用程序与本地代码是在不同进程中运行的，因此，本地代码的错误并不会引起Java虚拟机的崩溃。如果你需要Java应用程序与在同一进程内的本地代码进行交互，那么JNI就派上用场了，比如以下几种情况：

1. Java API不支持与特定操作系统相关的特性；
2. Java应用程序想要访问本地代码库，但是想减少进程间通信的开销；
3. 使用本地代码实现对性能要求非常高的功能。