我所知道JVM虚拟机之运行时数据区的本地方法栈

28640

前言


上篇文章介绍了运行时数据区的PC寄存器、虚拟机栈,这篇讲的本地方法栈

一、本地方法


在讲解运行时数据区里的本地方法栈时,先穿插一个内容讲解本地方法库(红色框框)

image.png

什么是本地方法?

================================

简单地讲:一个Native Method就 是一个Java调用非Java代码的接口

该方法的实现由非Java语言实现,比如C。

这个特征并非Java所特有,很多其它的编程语言都有这一-机制,比如在C++中,你可以用extern "C" 告知C++编译器去调用一个C的函数。

在定义一一个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。

本地接口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

我们可以查看Object类这个里面的native方法

public class Object {

    private static native void registerNatives();
    static {
        registerNatives();
    }
    
    public final native Class<?> getClass();
    
    public native int hashCode();
    
    //省略其他关键性代码....
}

为什么要使用Native Method ?

================================

让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,这个问题就来了。

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。

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。

Sun' S Java

Sun的解释器是用c实现的,这使得它能像一些普通的C一样与外部交互

jre大部分是用Java实现的,它也通过一些本地方法与外界交互。

例如:类java. lang. Thread的setPriority() 方法是用Java实现的,但是它实现调用的是该类里的本地方法setPriority0()。

这个本地方法是用C实现的,并被植入JVM内部,在windows 95的平台上,这个本地方法最终将调用win32 SetPriority() API。 这是一个本地方法的具体实现由JVM直接提供,更多的情况是本地方法由外部的动态链接库(external dynamic link library) 提供,然后被JVM调用。

现状

目前该方法使用的越来越少了,除非是与硬件有关的应用,比如通过Java程序驱动打印机或者Java系统管理生产设备,在企业级应用中已经比较少见。

因为现在的异构领域间的通信很发达,比如可以使用Socket通信,也可以使用Web Service等等

二、本地方法栈


通过前面的本地方法的了解,接下来我们就可以回到运行时数据区里的本地方法栈了

image.png

Java虚拟机栈用于管理Java方法的调用,而本地方法栈用于管理本地方法的调用

本地方法栈它是线程私有的

允许被实现成固定或者是可动态扩展的内存大小。( 在内存湍出方面是相同的)

  • 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,Java虚拟机将会抛出一一个stackOverflowError 异常。
  • 如果本地方法栈可以动态扩展,并且在尝试扩展的时候无法申请到足够的内存,或者在创建新的线程时没有足够的内存去创建对应的本地方法栈,那么Java虚拟机将会抛出一个outofMemoryError 异常。

具体的做法就是:当我们的线程需要使用到本地方法了就将它放入本地方法栈中登记,通过动态链接的方式让Execution Engine 执行时调用相应的库

image.png

某个线程调用一个本地方法时,它就进入了一个全新的并且不再受虚拟机限制的世界

它和虚拟机拥有同样的权限。

  • 本地方法可以通过本地方法接口来访问虚拟机内部的运行时数据区
  • 它甚至可以直接使用本地处理器中的寄存器
  • 直接从本地内存的堆中分配任意数量的内存

并不是所有的JVM都支持本地方法,因为Java虚拟机规范并没有明确要求本地方法栈的使用语言、具体实现方式、数据结构等

如果JVM产品不打算支持native方法,也可以无需实现本地方法栈。

在Hotspot JVM中, 直接将本地方法栈和虚拟机栈合二为一。

参考资料


尚硅谷:JVM虚拟机(宋红康老师)

阅读 115

心有多大,舞台就有多大

92 声望
17 粉丝
0 条评论
你知道吗?

心有多大,舞台就有多大

92 声望
17 粉丝
宣传栏