خداحافظ jni: پذیرش عملکرد و حافظه خارجی جاوا

خداحافظ jni ، سلام ffm api

API عملکرد و حافظه خارجی (FFM) جایگزینی مدرن و ظریف برای JEP های قدیمی تر است-یعنی JEP 393 (API دسترسی به حافظه خارجی) و JEP 389 (API پیوند دهنده خارجی)-از این رو به عنوان ویژگی های جوجه کشی در JDK 16 معرفی شده است. مأموریت آن؟ برای ساختن روزهای دردناک رابط بومی جاوا (JNI) به یک خاطره دور.

JNI ، در حالی که از نظر تاریخی برای پل زدن جاوا و کد بومی (به طور معمول C یا C ++) ضروری است ، کاستی های اساسی دارد:

• امضاهای روش بومی و شکننده و شکننده
• مدیریت حافظه دشوار و ناامن
• محدودیت های حافظه تنگ (2 گیگابایت ~)
• عملکرد ضعیف به دلیل باتلاق پیچیده

یک مثال سنتی JNI به ابزارهای خارجی مانند نیاز دارد javah، مراحل تدوین بومی و پرونده های هدر خسته کننده. همه اینها فقط برای تعامل با یک عملکرد بومی است.

حافظه ، متفاوت مدیریت می شود: API حافظه خارجی

وارد کردن API حافظه خارجی، که اجازه می دهد تا تعامل حافظه خاموش-در جاوا خالص-با ایمنی داخلی و عملکرد بالا.

در هسته آن است MemorySegment رابط این یک بلوک حافظه را نشان می دهد و تضمین می کند:

• بررسی مرزها
• پیشگیری از اشکالات بدون استفاده
• حفاظت برای الگوهای دسترسی مداوم

کنترل چرخه عمر با عرصه ها

برای رسیدگی به طول عمر تخصیص حافظه ، API FFM معرفی می کند عرصه، انتزاع قدرتمندی برای مدیریت حافظه. چهار نوع عرصه انعطاف پذیری را ارائه می دهند:

• جهانی: هرگز آزاد نشده ، برای ثابت ها مفید است
• خودرو: حافظه توسط GC آزاد می شود
• محدود: Lifetime محدود به یک دامنه (بدون منابع)
• مشترک: حافظه ایمن نخ با پاکسازی صریح

JEP 312 (دستهای محلی و محلی) با ارائه کنترل پاکسازی حافظه ریز دانه در میان موضوعات ، عرصه های مشترک را تکمیل می کند.

خواندن و نوشتن حافظه: الف Rectangle نمونه

فرض کنید ما می خواهیم این ساختار C بومی را در جاوا نقشه برداری کنیم:

struct Rectangle {
    int width;
    int height;
};

با FFM در جاوا ، می توانید مانند این با آن تخصیص داده و با آن ارتباط برقرار کنید:

MemoryLayout RECTANGLE = MemoryLayout.structLayout(
    ValueLayout.JAVA_INT.withName("width"),
    ValueLayout.JAVA_INT.withName("height")
);

static final VarHandle WIDTH_H = RECTANGLE.varHandle(PathElement.groupElement("width"));
static final VarHandle HEIGHT_H = RECTANGLE.varHandle(PathElement.groupElement("height"));

try (Arena arena = Arena.ofConfined()) {
    MemorySegment rect = arena.allocate(RECTANGLE);
    WIDTH_H.set(rect, 0L, 40);
    HEIGHT_H.set(rect, 0L, 60);

    int width = (int) WIDTH_H.get(rect, 0L);
    int height = (int) HEIGHT_H.get(rect, 0L);

    System.out.println("Area: " + (width * height)); // Output: Area: 2400
}

این رویکرد از ریاضیات جبران دستی جلوگیری می کند و به شما امکان دسترسی به حافظه بومی را با ایمنی از نوع کامل و بررسی های زمان اجرا می دهد.

خداحافظ دیگ بخار: ملاقات کنید jextract

برای تماس با توابع بومی ، API عملکرد خارجی (بخشی از FFM) در کنار یک ابزار قدرتمند کار می کند: jextractبشر این اتصال جاوا از هدر C به طور خودکار ایجاد می کند.

مثال: تماس با C abs عملکرد از stdlib.h:

jextract --output classes --target-package org.cstdlib /usr/include/stdlib.h

سپس ، در جاوا:

import org.cstdlib.stdlib;

try (Arena arena = Arena.ofConfined()) {
    int result = stdlib.abs(-42);
    System.out.println(result); // Output: 42
}

بدون کد چسب JNI. هیچ سردرد تالیف بومی وجود ندارد. فقط جاوا خالص ، صحبت با کد بومی.

خلاصه

FFM API نفس هوای تازه ای برای توسعه دهندگان است که با JNI کشتی گرفته اند. با مدیریت حافظه ایمن تر ، بین المللی بومی پاک کننده و ابزارهایی مانند jextract، جاوا اکنون حتی در کارهای برنامه نویسی سیستم های سطح پایین احساس می کند.

این که آیا شما به ساختارهای بومی اختصاص می دهید ، به کتابخانه های C یا مدیریت بافرهای خارج از خانه ، FFM قدرت بومی را به جاوا می رساند-بدون قربانی کردن خوانایی یا ایمنی.