虽然Java虚拟机为开发人员屏蔽了底层的实现细节,使得开发人员不用考虑底层操作系统的差异性。不过在某些应用程序中,还是免不了要直接与底层操作系统上的原生代码进行交互。今天我们就来看一下Java对本地调用提供的支持。

一、为什么要进行本地调用

1.基于性能的考虑

Java语言从其运行速度上来说,在大多数方面是慢于底层操作系统上原生的C和C++等语言的。这主要是由于Java虚拟机这个中间层次的存在。如果完全用Java语言实现的性能无法达到程序的预期要求,可以选择把部分重要且耗时的代码用C或C++来实现。

2.基于某些特殊的需求

Java平台提供的标准类库的功能很强大,包括了在开发中可能遇到的大部分功能。但是仍然有一些功能无法用标准API来实现,主要是一些与底层硬件平台直接交互的功能。Java虚拟机没有把这一部分功能暴露给运行在其上的程序。如果需要这方面的功能,那么只能使用原生代码来进行开发。

3.与已有的使用原生代码编写的程序之间进行集成。

如果Java程序需要与底层操作系统上由C和C++语言开发的程序进行交互,那么可以进行本地调用。

我们平时的开发更多的情况是后边两种情况;在elasticsearch中基本上是属于第二种情况。

二、使用JNI实现本地调用

针对以上提到的各种情况,Java提供了JNI(Java Native Interface)和JNA(Java Native Access)两种方式,其中JNI的一个重要使用场景是提高程序的性能。当对程序中关键部分的性能要求比较高的时候,可以使用C和C++代码来实现。

我们先来看下怎么使用JNI来进行本地调用。

首先我们需要有一个Java类来声明本地方法,并负责加载本地代码库。本地方法与Java接口中的方法或抽象类中的抽象方法一样,只包含方法声明,没有相关的实现。程序中的其他部分可以用正常的方法调用本地方法,比如参数传递和返回值使用等都与正常的方法相同。当虚拟机在执行本地方法时,会尝试在已经加载的本地代码库中查找本地方法的对应实现。在查找到对应的实现方法之后,虚拟机会负责进行参数传递、实际方法调用和返回值传递等工作。

public class HelloNative {
static{
System.loadLibrary("greetLib");
} public static native void greeting();
}

下一步要编写实现本地方法的C/C++代码。Java提供的命令行工具根据Java源代码生成C/C++代码所需的头文件。对于本地方法,头文件中会包含相关的方法声明与其对应。

F:\source\JNI\src>javac -h .\ .\HelloNative.java

通过下边自动生成的头文件,我们可以看到这里有很多的隐式约定,我们只要按照这个声明进行实现即可,具体的规则不是今天的重点,不进行详述。

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class HelloNative */ #ifndef _Included_HelloNative
#define _Included_HelloNative
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class: HelloNative
* Method: greeting
* Signature: ()V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloNative_greeting
(JNIEnv *, jclass); #ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

三、elasticsearch使用JNA实现本地调用

通过上边对JNI的简单了解,我们更多的时候碰到的情况是,在编写Java程序之前,就已经有了可以使用的本地代码库。这个本地代码库可能是程序的一部分,也可能是底层操作系统自带的。这些本地代码库的特点是在实现的时候并没有考虑与Java虚拟机的集成,因此也没有使用与JNI相关的内容。在使用这样的本地代码库时,我们就需要一个中间的本地代码库作为桥梁。这个本地代码库作为Java程序中本地方法的实现,负责实际调用时的参数类型转换和返回值传递等工作。这个过程是十分的繁琐的,Java提供了JNA来支持这种情况。

我们知道elasticsearch启动的时候需要检测当前用户是否是root用户,这个检测是直接调用的底层操作系统的代码,我们来看下elasticsearch是怎样使用JNA实现的。

首先elasticsearch提供了Natives类,作为调用本地方法的入口,并负责检测JNA的可用性。

    static {
boolean v = false;
try {
// load one of the main JNA classes to see if the classes are available. this does not ensure that all native
// libraries are available, only the ones necessary by JNA to function
Class.forName("com.sun.jna.Native");
v = true;
} catch (ClassNotFoundException e) {
logger.warn("JNA not found. native methods will be disabled.", e);
} catch (UnsatisfiedLinkError e) {
logger.warn("unable to load JNA native support library, native methods will be disabled.", e);
}
JNA_AVAILABLE = v;
}

检测JNA是否可用,然后再调用JNANatives的对用方法

    static boolean definitelyRunningAsRoot() {
if (!JNA_AVAILABLE) {
logger.warn("cannot check if running as root because JNA is not available");
return false;
}
return JNANatives.definitelyRunningAsRoot();
}

在JNANatives的definitelyRunningAsRoot中,如果是非windows系统,则调用

JNACLibrary.geteuid

/** Returns true if user is root, false if not, or if we don't know */
static boolean definitelyRunningAsRoot() {
if (Constants.WINDOWS) {
return false; // don't know
}
try {
return JNACLibrary.geteuid() == 0;
} catch (UnsatisfiedLinkError e) {
// this will have already been logged by Kernel32Library, no need to repeat it
return false;
}
}

elasticsearch使用JNAKernel32Library来封装对windows的Kernel32的调用,使用 JNACLibrary来封装对非windows系统的libc的调用

    static {
try {
Native.register("c");
} catch (UnsatisfiedLinkError e) {
logger.warn("unable to link C library. native methods (mlockall) will be disabled.", e);
}
} static native int mlockall(int flags); static native int geteuid();

四、总结

  1. JNI更适合使用本地调用来解决对性能有更高要求的场景,需要我们自己使用C或者C++来实现处理逻辑。
  2. 对于调用已有的本地库的方法或者操作系统的方法,使用JNA更为方便便捷。

elasticsearch之Java调用本地代码的更多相关文章

  1. Android使用JNI(从java调用本地函数)

    当编写一个混合有本地C代码和Java的应用程序时,需要使用Java本地接口(JNI)作为连接桥梁.JNI作为一个软件层和API,允许使用本地代码调用Java对象的方法,同时也允许在Java方法中调用本 ...

  2. [JNI] Java 调用 C++ dll

    首先介绍一下JNI吧! JNI 是Java提供的一个用于调用本地接口的接口层,位于Java代码 和 本地代码之间的一层:主要功能是 数据类型的转换,还有就是通过这一层来调用本地代码! 下面就说说Jav ...

  3. java调用dll-JNA

    介绍 给大家介绍一个最新的访问本机代码的 Java 框架 —JNA . JNA(Java Native Access) 框架是一个开源的 Java 框架,是 SUN 公司主导开发的,建立在经典的 JN ...

  4. JAVA调用c/c++代码

    JNI是Java Native Interface的缩写,中文为JAVA本地调用.使用JNI可以很方便的用我们的Java程序调用C/C++程序.很多时候,某些功能用Java无法实现,比如说涉及到底层驱 ...

  5. ElasticSearch5在Ubuntu系统下的安装和Java调用

    ElasticSearch是开源搜索平台的新成员,实时数据分析的神器.可以理解为作为搜索的数据库,可以提供搜索功能.对比关系型数据库,具有以下的相似关系: 关系型数据库 数据库 表 行 列 Elast ...

  6. java调用Linux执行Python爬虫,并将数据存储到elasticsearch--(环境脚本搭建)

    java调用Linux执行Python爬虫,并将数据存储到elasticsearch中 一.以下博客代码使用的开发工具及环境如下: 1.idea: 2.jdk:1.8 3.elasticsearch: ...

  7. Java调用DLL有多种方式,常用的方式有JNative、JNA、JNI等。

    JNative方式调用dll JNative是一种能够使Java语言使调用DLL的一种技术,对JNI进行了封装,可能有些读者会有这样一个问题,JNative对JNI进行了封装,并且是一种跨语言的使用D ...

  8. native关键字(本地方法)、 java调用so动态链接库

    Java native关键字 一. 什么是Native Method   简单地讲,一个Native Method就是一个java调用非java代码的接口.一个Native Method是这样一个ja ...

  9. [JNA系列]Java调用Delphi编写的Dll之JNA使用

    介绍 给大家介绍一个最新的访问本机代码的 Java 框架 —JNA . JNA(Java Native Access) 框架是一个开源的 Java 框架,是 SUN 公司主导开发的,建立在经典的 JN ...

随机推荐

  1. iOS remote debug & Android remote debug & Chrome & APP

    iOS remote debug & Android remote debug & Chrome & APP iOS remote debugging 如何在 iOS 真机上调 ...

  2. PHP实现一个二维码同时支持支付宝和微信支付

    实现思路 生成一个二维码,加入要处理的url连接 在用户扫完码后,在对应的脚本中,判断扫码终端,调用相应的支付 若能够扫码之后能唤起相应app,支付宝要用手机网站支付方式,微信要使用jsapi支付方式 ...

  3. c# 全选和批量修改

    //全选 function checkAll(){ var items = document.getElementsByTagName("input"); for(var i =0 ...

  4. 微信小程序:数组拼接

    一开始用concat进行拼接,总是不行,代码如下: handleItemChange(e){ console.log(e) var itemList = e.detail.value itemList ...

  5. 微信小程序:解决小程序中有些格式如webpiPhone手机暂不支持的问题

    问题:小程序中有些格式是iPhone手机暂不支持的,如goods_introduce中的webp格式,在小程序的模拟器中是可以正常显示webp格式的,但是一旦你做真机调试,很可能某些iPhone手机是 ...

  6. lambda表达式在python和c++中的异同

    Lambda表达式是干么的?.lambda表达式首先是一个表达式,是一个函数对象一个匿名函数,但不是函数.现在流行语言例如:JS.PHP都支持一种和面向过程.面向对象并列的函数式编程,lambda就是 ...

  7. ADT基础(三)—— HashMap

    ADT基础(三)-- HashMap 1 哈希表 哈希表(hash table),也叫散列表,是一种非常重要的数据结构,应用场景及其丰富,许多缓存技术(比如memcached)的核心其实就是在内存中维 ...

  8. 弹性盒布局详解(display: flex;)

    弹性盒布局详解 弹性盒介绍 弹性盒的CSS属性 开启弹性盒 弹性容器的CSS属性 flex-direction设置弹性元素在弹性容器中的排列方向 主轴与侧轴(副轴) flex-wrap设置弹性容器空间 ...

  9. 2020年Python最新面试题(一):Python基础

    转: 2020年Python最新面试题(一):Python基础 目录 1. 什么是 Python?使用 Python 有什么好处? 2. Python中常用的关键字有哪些? 3. Python 2.x ...

  10. 剑指 Offer 14- I. 剪绳子 + 动态规划 + 数论

    剑指 Offer 14- I. 剪绳子 题目链接 还是343. 整数拆分的官方题解写的更清楚 本题说的将绳子剪成m段,m是大于1的任意一个正整数,也就是必须剪这个绳子,至于剪成几段,每一段多长,才能使 ...