JNIとは？Java Native Interface 解説

JNIは、Java Native Interfaceのことで、Javaに組み込まれている機能であり、JVM上で実行されているコードがCまたはC++で記述された関数を呼び出したり、そのネイティブコードがJavaに呼び出しを戻したりすることを可能にします。JavaプログラムがJVMの外にアクセスしてプラットフォームライブラリやコンパイルされた機械語を使用するための手段です.

JNI が行うこと

JNI は、2 つの世界を繋ぎます。JVM 上で実行される管理された Java コードと、機械語命令にコンパイルされたネイティブコードです。Java メソッドは native とマークされ、Java では本体を持っていません。実行時に JVM はネイティブライブラリをロードし、そのメソッドを対応する C または C++ 関数にリンクします。そこから、両側のコードが引数と戻り値を相互に渡します。

ネイティブ側は JNIEnv ポインタを受け取ります。そのハンドルはゲートウェイであり、Java フィールドの読み取り、Java メソッドの呼び出し、オブジェクトの作成、例外の発生のための関数を公開します。したがって、ブリッジは一方通行ではなく、双方向で動作します。

プログラムがそれを使用する理由

ほとんどの Java コードは JNI を必要としません。プログラムが使用するのは、いくつかの状況に限られます。

• 既存のネイティブコードの再利用: 成熟した C または C++ ライブラリがすでにその役割を果たしており、Java で書き直す価値がない場合。
• オペレーティングシステムへのアクセス: プラットフォームの機能の中には、純粋な Java API がないものがあり、ネイティブ呼び出しが唯一の方法です。
• ホットパスの高速化: 密な数値計算や低レベルのルーチンは、JVM 上で実行するよりもコンパイルされたネイティブコードとして高速に実行できる場合があります。
• ハードウェアやドライバへのアクセス: グラフィックス、オーディオ、デバイスアクセスは、多くの場合、ネイティブライブラリの背後に存在します。

JNI 呼び出しの仕組み

手順はあらゆるプラットフォームで同じです.

関数名は JVM が見つけられるように固定されたパターンに従っており、生成されたヘッダーには実装すべき正確なシグネチャが示されています。

コストとリスク

JNI は強力ですが、危険な側面もあります。ネイティブコードのクラッシュは、JVM 全体をダウンさせる可能性があります。なぜなら、そのコードは JVM の安全網の外で実行されるからです。ネイティブ側で割り当てられたメモリはガベージコレクションされないため、メモリリークが発生しやすくなります。Java とネイティブ間のクロスオーバーにはオーバーヘッドがあるため、タイトなループで境界を越えて呼び出すと遅くなる可能性があります。そして、ネイティブライブラリはプラットフォーム固有です。Windows 用にビルドされたものは、別のコンパイルなしで Linux 上では実行できません.

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