如何用JNI技术提高Java的性能详解
　　阻碍Java获得广泛应用的一个主要因素是Java程序的运行效率。Java是介于解释型和编译型之间的一种语言，同样的程序，如果用编译型语言C来实现，其运行速度一般要比Java快一倍以上。Java具有平台无关性，这使人们在开发企业级应用的时候总是把它作为主要候选方案之一，但是性能方面的因素又大大削弱了它的竞争力。为此，提高Java的性能就显得十分重要。
　　Sun公司及Java的支持者们为提高Java的运行速度已经做出了许多努力，其中大多数集中在程序设计的方法和模式选择方面。由于算法和设计模式的优化是通用的，对Java有效的优化算法和设计模式，对其他编译语言也基本同样适用，因此不能从根本上改变Java程序与编译型语言在执行效率方面的差异。
　　JIT(Just In Time，及时编译)技术是个比较好的思想。它的基本原理是：首先通过Java编译器把Java源代码编译成平台无关的二进制字节码。然后在Java程序真正执行之前，系统通过JIT编译器把Java的字节码编译为本地化机器码。最后，系统执行本地化机器码，节省了对字节码进行解释的时间。这样做的优点是大大提高了Java程序的性能，缩短了加载程序的时间；同时，由于编译的结果并不在程序运行间保存，因此也节约了存储空间。缺点是由于JIT编译器对所有的代码都想优化，因此同样也占用了很多时间。
　　动态优化技术是提高Java性能的另一个尝试。该技术试图通过把Java源程序直接编译成机器码，以充分利用Java动态编译和静态编译技术来提高Java的性能。该方法把输入的Java源码或字节码转换为经过高度优化的可执行代码和动态库 (Windows中的. dll文件或Unix中的. so文件)。该技术能大大提高程序的性能，但却破坏了Java的可移植性。
　　实际上，有一种通常为我们忽视的技术可以在很大程度上解决这个难题，那就是JNI(Java Native Interface， Java本地化方法)。主张采用纯Java的人们通常反对本地化代码的使用，他们认为在Java程序执行的过程中调用C/C++程序会影响程序的可移植性和安全性。还有一些人认为JNI只是对过去混合编程技术的简单扩展，其实际目的是为了充分利用大量原有的C程序库。
　　其实，我们不必拘泥于严格的平台独立性限制，因为采用JNI技术只是针对一些严重影响Java性能的代码段，该部分可能只占源程序的极少部分，所以几乎可以不考虑该部分代码在主流平台之间移植的工作量。同时，也不必过分担心类型匹配问题，我们完全可以控制代码不出现这种错误。此外，也不必担心安全控制问题，因为Java安全模型已扩展为允许非系统类加载和调用本地方法。根据Java规范，从JDK 1. 2开始，FindClass将设法找到与当前的本地方法关联的类加载器。如果平台相关代码属于一个系统类，则无需涉及任何类加载器; 否则，将调用适当的类加载器来加载和已命名的类。换句话说，如果在Java程序中直接调用C/C++语言产生的机器码，该部分代码的安全性就由Java虚拟机控制。
　　编写JNI代码的大致流程如下图所示：
　　1. 首先编写需要JNI功能的Java类源文件。其中，需要JNI实现的方法应当用native关键字声明。在该类中，用System. loadLibrary()方法加载需要的动态库。关键代码
　　//Compute.java
　　……
　　public class Compute {
　　public native double comp (doubleparams);
　　……
　　static {
　　// 调用动态库
　　System. loadLibrary(“mathlib”);
　　}
　　……
　　}
　　2. 将该类源文件用Java类编译器编译成二进制字节码文件。由于采用了native关键字声明，编译器会忽视没有代码体的JNI方法部分。
　　3. 利用javah -jni *.class 生成相关JNI方法的头文件。我们可以手工生成该文件，但是由于Java虚拟机是根据一定的命名规范完成对JNI方法的调用，所以手工编写头文件需要特别小心。
　　上述文件产生的头文件部分代码
　　//Compute. h
　　……
　　extern “C” {
　　JNIEXPORT jdouble JNICALL Java_Compute_comp (JNIEnv *， jobject， jdoubleArray);
　　}
　　……
　　可以看出，JNI函数名称分为三部分：首先是Java关键字，供Java虚拟机识别；然后是调用者类名称（全限定的类名，其中用下划线代替名称分隔符）；最后是对应的方法名称，各段名称之间用下划线分割。
　　JNI函数的参数也由三部分组成: 首先是JNIEnv *，是一个指向JNI运行环境的指针；第二个参数随本地方法是静态还是非静态而有所不同非静态本地方法的第二个参数是对对象的引用，而静态本地方法的第二个参数是对其 Java 类的引用; 其余的参数对应通常 Java 方法的参数，参数类型需要根据一定规则进行映射。
　　4. 根据头文件编写相应方法的实现代码。由于篇幅所限，具体的实现部分在此不再赘述。在编码过程中，需要注意变量的长度问题，例如Java的整型变量长度为32位，而C语言为16位，所以要仔细核对变量类型映射表，防止在传值过程中出现问题。
　　5. 利用C/C++编译器将JNI实现代码编译成动态库。调用者类中需要显式调用该库。
　　在Win32环境下，可以利用Visual C ++或其他能产生DLL文件的C/C++编译器将实现代码编译成动态库。利用的是Microsoft.NET Framework的编译器。编译指令如下，其中%Java_HOME%是的jdk安装目录变量：
　　cl -I%Java_HOME%“include
　　-I%Java_HOME%“include“win32
　　-LD jnicomp. c -Femathlib. dll
　　在Sun Soloaris下，相应指令为：
　　cc -G -I/usr/local/java/include -I/usr/local/java/include/solaris jnicomp. c “
　　-o mathlib. so
　　注意，编译的时候需要用I指令包含必要的库文件路径。
　　经过上述处理，就基本上完成了一个包含本地化方法的Java类的开发。
　　一些主要的Java技术，如JDBC和RMI，大部分都采用JNI方式实现。但是，采用JNI确实会影响程序的平台无关性，所以只能在特别需要的地方才能使用。通常来说，如果遇到下面的情况，我们可以考虑JNI:
　　需要直接操作物理设备，而没有相关的驱动程序，这时候我们可能需要用C甚至汇编语言来编写该设备的驱动，然后通过JNI调用；
　　涉及大量数学运算的部分，用Java会带来些效率上的损失；
　　用Java会产生系统难以支付的开销，如需要大量网络的场合；
　　存在大量可重用的C/C++代码，通过JNI可以减少开发工作量，避免重复开发。
　　另外，在利用JNI技术的时候要注意以下几点：
　　由于Java安全机制的限制，不要试图通过Jar文件的方式发布包含本地化方法的Applet到客户端；
　　注意内存管理问题，虽然在本地方法返回 Java 后将自动释放局部引用，但过多的局部引用将使虚拟机在执行本地方法时耗尽内存；
　　JNI技术不仅可以让Java程序调用C/C++代码，也可以让C/C++代码调用Java代码。