native方法是java调用c/c++函数的桥梁,需声明、生成头文件、c实现、加载动态库四步闭环,字符串处理需注意utf-16/utf-8编码差异,jni调用有性能开销且须谨慎管理资源与线程。

native方法本质是Java调用C/C++函数的桥梁
Java里native关键字修饰的方法,本身没有Java实现体,而是把具体逻辑交给JVM加载的本地动态库(如.so、.dll或.dylib)执行。它不是“Java内部优化手段”,也不是“JVM私有API”,而是明确的跨语言调用契约:Java声明接口,C/C++提供实现。
常见误解是认为native方法能“绕过JVM安全检查”——其实不能,JVM仍控制调用时机、参数校验、异常转换和内存生命周期;只是把计算逻辑下放到了原生层。
怎么写一个可用的native方法
必须四步闭环,缺一不可:
- 在Java类中用
public static native void doWork();声明,不写方法体,且必须加static(除非绑定到对象实例,但极少用) - 运行
javac编译后,用javah(旧版)或javac -h(JDK 10+)生成C头文件,例如com_example_Utils.h - 用C/C++实现该头文件里的函数,注意函数名带包路径(如
Java_com_example_Utils_doWork),参数含JNIEnv*和jclass(或jobject) - 编译成动态库,并在Java启动前用
System.loadLibrary("utils")加载(库名不含前缀/后缀,如libutils.so→"utils")
漏掉System.loadLibrary会抛UnsatisfiedLinkError;函数签名不匹配(比如忘了JNIEnv*参数)会导致JVM直接崩溃(SIGSEGV),而非Java异常。
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为什么String传到C里经常乱码或截断
Java的String是UTF-16编码的不可变对象,而C默认处理的是char*(通常为UTF-8或系统locale)。直接用GetStringUTFChars拿到的指针,返回的是修改过的UTF-8变体(会转义非BMP字符),且必须配对调用ReleaseStringUTFChars,否则内存泄漏。
更稳妥的做法:
- 需要完整Unicode语义时,用
GetStringCritical+GetStringLength,但期间禁止调用任何JNI函数(包括GC) - 常规字符串操作,优先用
GetStringUTFRegion把指定范围转成UTF-8字节数组再处理 - 绝对不要把
jstring强转成char*,JNI不保证底层内存布局
性能和线程安全的隐性代价
每次JNI调用都有固定开销:参数压栈、线程状态切换(从Java态切到Native态)、引用局部表查找、可能触发GC屏障。单次调用耗时通常在100–500ns量级,远高于纯Java方法调用(~1ns)。
容易被忽略的关键点:
-
FindClass在多线程下非线程安全,应缓存jclass全局引用(NewGlobalRef) - C代码里创建的Java对象(如
NewObject)若未显式删除,会阻塞GC,尤其在循环中极易OOM - 本地线程(pthread)无法直接访问
JNIEnv*,必须通过AttachCurrentThread绑定,用完DetachCurrentThread,否则JVM线程计数错乱
最常出问题的不是功能逻辑,而是资源没释放、线程没解绑、字符串编码没对齐——这些错误往往在线上高并发时才暴露,且堆栈不报Java异常。










