Comment implémenter les appels du système d'exploitation et la technologie sous-jacente JNI de Java

Comment implémenter les appels du système d'exploitation de la technologie sous-jacente Java et JNI

Dans la programmation Java, nous utilisons généralement des fonctionnalités de langage et des API de haut niveau pour le développement. Mais parfois, nous devons accéder aux fonctions sous-jacentes du système d’exploitation pour répondre à des besoins spécifiques. Afin d'atteindre cet objectif, Java fournit un mécanisme d'appel au système d'exploitation et JNI (Java Native Interface).

Les appels du système d'exploitation font référence aux programmes Java accédant aux fonctions sous-jacentes du système d'exploitation en appelant des fonctions fournies par le système d'exploitation. JNI est un mécanisme permettant aux programmes Java d'interagir avec le code C/C++ sous-jacent. Grâce à JNI, nous pouvons écrire du code de bas niveau et appeler ces fonctions de bas niveau dans des programmes Java.

Ci-dessous, je présenterai en détail comment utiliser les appels du système d'exploitation et JNI pour implémenter la technologie sous-jacente Java.

1. Appels du système d'exploitation
Les appels du système d'exploitation sont des programmes Java qui accèdent aux fonctions sous-jacentes du système d'exploitation en appelant l'API sous-jacente. Java fournit une série de classes pour encapsuler les fonctions du système d'exploitation, telles que les classes java.lang.Runtime et java.lang.Process.

1. Utilisation de la classe java.lang.Runtime
   La classe java.lang.Runtime est le point d'entrée permettant aux programmes Java d'interagir avec le système d'exploitation. Il fournit de nombreuses méthodes pour exécuter des commandes du système d'exploitation, obtenir des informations sur la mémoire, charger des bibliothèques locales, etc.

Ce qui suit est un exemple simple qui montre comment utiliser la classe java.lang.Runtime pour exécuter des commandes du système d'exploitation :

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

public class OSCommandExample {
    public static void main(String[] args) {
        String command = "ls -l";
        try {
            Process process = Runtime.getRuntime().exec(command);
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
            reader.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

Dans l'exemple ci-dessus, nous passons Runtime.getRuntime().exec(command) </code >La méthode exécute une commande du système d'exploitation et lit la sortie de la commande via <code>BufferedReader. Runtime.getRuntime().exec(command)方法执行了一个操作系统命令，并通过BufferedReader读取命令的输出结果。

2. 使用java.lang.Process类
   java.lang.Process类是表示正在执行的进程的抽象类。它提供了一系列方法来获取进程的输入/输出流、等待进程完成等。

下面是一个示例，演示如何使用java.lang.Process类来执行操作系统命令：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

public class ProcessExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            ProcessBuilder processBuilder = new ProcessBuilder("ls", "-l");
            Process process = processBuilder.start();

            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
            reader.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

上述示例中，我们使用ProcessBuilder创建了一个进程，并通过start()方法执行操作系统命令。然后，我们通过BufferedReader读取命令的输出结果。

二、JNI（Java Native Interface）
如果我们需要访问更底层的功能，例如硬件接口或特定的操作系统功能，我们可以使用JNI。JNI是Java程序与底层C/C++代码进行交互的一种机制。

下面是一个简单的示例，演示如何使用JNI来实现Java底层技术：

1. 创建Java类和Native方法
   首先，我们需要在Java类中声明native方法，以便在底层实现相关功能。然后，我们通过在本地库中实现这些native方法来实现底层功能。

以下是Java类的示例：

public class NativeExample {
    public native void printMessage(String message);

    static {
        System.loadLibrary("mylib");
    }

    public static void main(String[] args) {
        NativeExample example = new NativeExample();
        example.printMessage("Hello from Java!");
    }
}

在上述示例中，我们声明了一个native方法printMessage，并通过System.loadLibrary()方法加载本地库。然后，在main方法中调用这个native方法。

2. 创建本地库
   在本地库中，我们可以使用C/C++语言实现native方法。然后，我们必须使用Java的JNI标准头文件jni.h来编译本地库。

以下是本地库的示例：

#include <jni.h>
#include <stdio.h>

JNIEXPORT void JNICALL Java_NativeExample_printMessage(JNIEnv *env, jobject obj, jstring message) {
    const char *c_message = (*env)->GetStringUTFChars(env, message, NULL);
    printf("%s
", c_message);
    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, message, c_message);
}

在上述示例中，我们实现了native方法Java_NativeExample_printMessage，并使用printf函数打印字符串。

然后，我们可以使用Java的JNI工具链将C/C++代码编译为本地库。例如，在Linux下，我们可以使用以下命令：

gcc -shared -fpic -o libmylib.so NativeExample.c

在上述命令中，我们使用gcc编译器将C代码编译为libmylib.so本地库。

3. 运行Java程序
   编译并运行Java程序时，要确保本地库存在于运行时的库路径中。可以通过指定java.library.path系统属性来设置库路径。

例如，在Linux下，可以使用以下命令运行Java程序：

java -Djava.library.path=. NativeExample

在上述命令中，我们将当前目录(.)添加到库路径，并通过NativeExample

Utilisez la classe java.lang.Process

La classe java.lang.Process est une classe abstraite qui représente un processus en cours d'exécution. Il fournit une série de méthodes pour obtenir le flux d'entrée/sortie du processus, attendre la fin du processus, etc.


Voici un exemple qui montre comment utiliser la classe java.lang.Process pour exécuter des commandes du système d'exploitation :

rrreee

Dans l'exemple ci-dessus, nous utilisons ProcessBuilder pour créer un processus et transmettre La méthode start() exécute les commandes du système d'exploitation. Ensuite, nous lisons le résultat de la commande via BufferedReader.

🎜2. JNI (Java Native Interface) 🎜Si nous avons besoin d'accéder à des fonctions de niveau inférieur, telles que des interfaces matérielles ou des fonctions spécifiques du système d'exploitation, nous pouvons utiliser JNI. JNI est un mécanisme permettant aux programmes Java d'interagir avec le code C/C++ sous-jacent. 🎜🎜Ce qui suit est un exemple simple qui montre comment utiliser JNI pour implémenter la technologie sous-jacente Java : 🎜🎜🎜Créer des classes Java et des méthodes natives🎜Tout d'abord, nous devons déclarer des méthodes natives dans la classe Java pour implémenter les fonctions associées en bas. Ensuite, nous implémentons la fonctionnalité sous-jacente en implémentant ces méthodes natives dans la bibliothèque native. 🎜🎜🎜Ce qui suit est un exemple de classe Java : 🎜rrreee🎜Dans l'exemple ci-dessus, nous déclarons une méthode native printMessage et chargeons la méthode native via System.loadLibrary() code> bibliothèque de méthodes. Ensuite, appelez cette méthode native dans la méthode main. 🎜<ol start="2">🎜Créer une bibliothèque locale🎜Dans la bibliothèque locale, nous pouvons utiliser le langage C/C++ pour implémenter la méthode native. Ensuite, nous devons utiliser le fichier d'en-tête standard JNI de Java <code>jni.h pour compiler la bibliothèque native. 🎜🎜🎜Ce qui suit est un exemple de bibliothèque native : 🎜rrreee🎜Dans l'exemple ci-dessus, nous avons implémenté la méthode native Java_NativeExample_printMessage et utilisé la fonction printf pour imprimer la chaîne . 🎜🎜 Ensuite, nous pouvons utiliser la chaîne d'outils JNI de Java pour compiler le code C/C++ dans une bibliothèque native. Par exemple, sous Linux, on peut utiliser la commande suivante : 🎜rrreee🎜 Dans la commande ci-dessus, on utilise le compilateur gcc pour compiler le code C dans le libmylib.so bibliothèque native. 🎜
🎜Exécuter un programme Java🎜Lors de la compilation et de l'exécution d'un programme Java, assurez-vous que la bibliothèque locale existe dans le chemin de la bibliothèque d'exécution. Le chemin de la bibliothèque peut être défini en spécifiant la propriété système java.library.path. 🎜🎜🎜Par exemple, sous Linux, vous pouvez exécuter un programme Java en utilisant la commande suivante : 🎜rrreee🎜Dans la commande ci-dessus, on ajoute le répertoire courant (.) au chemin de la bibliothèque et on passe le NativeExample Spécifiez la classe Java à exécuter. 🎜🎜Résumé🎜Grâce aux appels du système d'exploitation et à JNI, nous pouvons implémenter la technologie sous-jacente Java et accéder aux fonctions sous-jacentes du système d'exploitation. Les appels du système d'exploitation nous permettent d'accéder au système d'exploitation à l'aide d'API de haut niveau, tandis que JNI nous permet d'écrire du code de bas niveau et de l'appeler dans des programmes Java. 🎜🎜Il convient de noter que vous devez être prudent lorsque vous utilisez la technologie sous-jacente pour garantir la sécurité et la fiabilité du code. 🎜🎜J'espère que cet article vous aidera à comprendre comment utiliser les appels du système d'exploitation et JNI pour implémenter la technologie sous-jacente Java. Si vous avez des questions, n'hésitez pas à les poser. 🎜

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