本文介绍了什么是native 关键字？为什么需要native关键字？以及如何使用native关键字？并通过一个Java与C语言混合编程，在Java语言中调用C语言生成的DLL文件，实现加法运算的小例子介绍Java语言与C语言混合编程的方法

一. 什么是 native Method

native Method 就是一个java调用非java代码的接口。一个 native Method

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

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(通常是C或C++等)。例如：

1 package java.lang; 
 2 
 3 public class Object { 
 4     ......
 5     public final native Class<?> getClass(); 
 6     public native int hashCode(); 
 7     protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException; 
 8     public final native void notify(); 
 9     public final native void notifyAll(); 
10     public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException; 
11     ......
12 }

native 可以与所有其它的java标识符连用，但是abstract除外。这是合理的，因为 native 暗示这些方法是有实现体的，只不过这些实现体是非java的，但是abstract却显然的指明这些方法无实现体。 native 与其它java标识符连用时，其意义同非 native Method

native Method

　　native Method

final

　　本地方法非常有用，因为它有效地扩充了jvm，事实上，我们所写的java代码已经用到了本地方法，在sun的java的并发（多线程）的机制实现中，许多与操作系统的接触点都用到了本地方法，这使得java程序能够超越java运行时的界限。有了本地方法，java程序可以做任何应用层次的任务。

二. 为什么要使用 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。

1. 与java环境外交互：
　　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。

2. 与操作系统交互：
　　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，它经常依赖于一些底层（underneath在下面的）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。

3. Sun's Java
Thread

三. JVM怎样使 native Method 跑起来

public之类）等等。

native, 这个描述符块将有一个指向该方法的实现的指针。这些实现在一些DLL文件内，但是它们会被操作系统加载到java程序的地址空间。当一个带有本地方法的类被加载时，其相关的DLL并未被加载，因此指向方法实现的指针并不会被设置。当本地方法被调用之前，这些DLL才会被加载，这是通过调用System.loadLibrary()实现的。

　　最后需要提示的是，使用本地方法是有开销的，它丧失了Java的很多好处。如果别无选择，我们可以选择使用本地方法。

native方法比作Java程序同Ｃ程序的接口，其实现步骤为：

  1. 在Java中声明 native方法，然后编译；
  2. 用javah产生一个.h文件；
  3. 写一个.cpp文件实现 native
  4. 将第三步的.cpp文件编译成动态链接库文件；
  5. 在Java中用 System.loadLibrary()方法加载第四步产生的动态链接库文件，这个 native方法就可以在Java中被访问了。(实际上已经在第1步的Java代码上提前写进去了)

四. Native关键字示例：Java调用C语言本地库

native

4.1  Java程序编写：

1 //fileName: TestAdd
 2 public class TestAdd
 3 {
 4     public static void main(String[] args) 
 5     {
 6         System.loadLibrary("NativeAdd");//加载由C编译器生成的DLL文件。
 7         
 8         NativeAdd na = new NativeAdd();
 9         System.out.println("3 + 4 = " + na.add(3, 4));
10     }
11 }
12 
13 class NativeAdd
14 {
15     public native int add(int x, int y);
16 }

　　上面这段代码中 System.loadLibrary("NativeAdd"); 加载了动态类库，在Windows下加载的就是NativeAdd.dll，在Linux中加载的就是libNativeAdd.so，本文使用的Windows，所以后面使用NativeAdd.dll来表示NativeAdd动态链接库。注意不可以在代码中写上扩展名.dll或者.so，还要保证NativeAdd.dll在path路径中, 或者在与.class文件在同一个文件夹中，否则无法加载动态链接库。这个NativeAdd.dll是我们后面需要编译出来的东西.

javac TestAdd.java

4.2  使用javah生成头文件

javah NativeAdd 生成NativeAdd.h，注意此处不能写成 javah TestAdd ，因为我们使用 native 关键字修饰的方法在NativeAdd类中，而不是TestAdd类中。也就是说：native

　　执行完上面的命令之后，可以自动生成一个新文件：NativeAdd.h，代码如下：

1 /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
 2 #include <jni.h>
 3 /* Header for class Add */
 4 
 5 #ifndef _Included_Add
 6 #define _Included_Add
 7 #ifdef __cplusplus
 8 extern "C" {
 9 #endif
10 /*
11  * Class:     Add
12  * Method:    add
13  * Signature: (II)I
14  */
15 JNIEXPORT jint JNICALL Java_Add_add
16   (JNIEnv *, jobject, jint, jint);
17 
18 #ifdef __cplusplus
19 }
20 #endif
21 #endif

JNIEXPORT jint JNICALL Java_Add_add (JNIEnv *, jobject, jint, jint);

4.3  实现头文件中的函数

　　这里以C语言为例，介绍如何实现上面的函数，并生成DLL文件。

4.3.1 创建DLL工程

打开VC++6.0，执行：文件-->新建-->工程-->Win32 Dynamic-Link Library，输入工程名NativeAdd，选择工程路径到适当位置-->创建一个空的DLL工程。

4.3.2 创建.c文件

执行：文件-->新建-->文件-->C/C++Source File，输入文件名为NativeAdd.c，注意这里最好加上扩展名为.c，否则默认为.cpp文件，我们是使用C语言实现头文件中声明的函数，而非C++，为避免不必要的问题，最后还是加上扩展名.c，以免编译出错。

4.3.3 添加头文件

这里需要添加的头文件有三个，分别是：NativeAdd.h, jni.h, jni_md.h，其中NativeAdd.h是我们刚才使用javah命令生成的，jni.h在 \Java\jdk1.8.0_05\include ，jni.md_h在 \Java\jdk1.8.0_05\include\win32

c 和java混编 java和c语言混合编程_Java

4.3.4 编写C程序

代码如下：即将头文件的函数声明拷贝到c文件中，添加形参，编写函数体将函数实现即可。然后保存编译运行，即可在Debug文件夹下即生成NativeAdd.dll文件

1 #include <stdio.h>
2 #include "NativeAdd.h"
3 
4 JNIEXPORT jint JNICALL Java_NativeAdd_add
5   (JNIEnv * env, jobject obj, jint x, jint y)
6 {
7     return x + y;
8 }

4.4  运行Java程序，调用DLL文件。

System.loadLibrary("NativeAdd");

java TestAdd

c 和java混编 java和c语言混合编程_java_02

五. 使用批处理文件编译运行程序

批处理(Batch)，也称为批处理脚本。批处理就是对某对象进行批量的处理，通常被认为是一种简化的脚本语言，它应用于DOS和Windows系统中。批处理文件的扩展名为.bat 。批处理文件的编写非常简单，只是相当于把DOS命令行的指令一条条的写到一个文本文件中，然后修改文本文件的扩展名为.bat。双击运行会自动用DOS窗口打开并依次执行批处理文件中的指令。

1 echo 清理以前生成的文件
 2 del *.class
 3 del *.dll
 4 del *.exp
 5 del *.lib
 6 del *.obj
 7 del *.h
 8 
 9 pause
10 
11 echo 编译java文件并生成.h文件
12 javac TestAdd.java
13 javah NativeAdd
14 
15 pause
16 
17 echo 生成.dll文件
18 cl -I "%JAVA_HOME%\include" -I "%JAVA_HOME%\include\win32" -LD NativeAdd.c -FeNativeAdd.dll
19 
20 echo 运行
21 java TestAdd
22 
23 pause

文件名build&run.bat，用到了几个批处理命令，这里解释一下这个批处理文件的意思。

  • echo  命令：将echo后面跟的内容输出到DOS窗口中，起到提示作用，相当于C中的printf。
  • del  
  • pause
  • cl    命令：VC编译器，在DOS下输入cl会打印相关信息。-I 指定头文件的搜索路径，注意路径要用""，这里指定的分别是jni.h和jni_md.h所在的路径。-LD 表示创建一个动态连接库。-Fe 设置最终可执行文件的存放路径及（或）文件名。

有个这个批处理文件，我们就不用使用VC创建工程的方法去生成dll文件了，而是直接使用批处理文件中的cl命令。只需要将build&run.bat，TestAdd.java，NativeAdd.c这三个文件放到同一个文件夹中，双击运行bat文件，批处理文件会完成上面的命令。

参考： Java的native关键字