Java 21 中的外部函数和内存 API

Java 是一种流行且功能强大的编程语言，以其平台独立性和健壮性而闻名。多年来，Java 不断发展，引入了各种特性和 API 来增强其功能。其中一项发展是 Panama 项目，该项目旨在改善 Java 与本地代码之间的连接。作为 Panama 项目的一部分，引入了外部函数和内存 API，以使 Java 开发人员能够更轻松、更高效地处理本地代码。

外部函数 API

外部函数 API，通常称为 FFI (Foreign Function Interface)，旨在提供 Java 与 C 和 C++ 等语言编写的本地代码之间的桥梁。它使 Java 应用程序能够无缝地调用本地库中定义的函数并处理本地数据类型。让我们深入探讨外部函数 API 的一些关键方面。

1. 函数指针

外部函数 API 的基本特性之一是创建和操作函数指针的能力。在本地环境中，函数通常表示为指针，FFI 允许您直接从 Java 操作它们。这意味着您可以像调用常规 Java 方法一样调用本地函数。

以下是使用 FFI 调用本地函数的简化示例：

解释

预期输出将取决于 "exampleLibrary" 库中 "nativeFunction" 的行为。如果 "nativeFunction" 被设计成向控制台打印内容，您将看到该输出。如果它不产生任何输出或具有不同的行为，则输出可能是空的或不存在的。

2. 内存管理

在本地环境中处理内存可能很复杂，而外部内存 API 为 Java 开发人员简化了这个过程。它允许您直接从 Java 分配和管理本地内存，无需手动内存管理。

以下是使用外部内存 API 分配本地内存的示例：

MemoryExample.java

输出

Value: 42

解释

在此示例中，我们分配本地内存，将整数值 42 写入其中，然后从本地内存中读取回来，最后将其打印到控制台。输出是“Value: 42”，因为我们将 42 写入本地内存然后又读了回来。

内存 API

内存 API，与外部内存 API 密切相关，它提供了一种在 Java 中更高效、更安全地处理本地内存的方法。它引入了 MemorySegment 和 MemoryAddress 等概念，分别用于表示本地内存区域和地址。

内存 API 的主要功能

1. 内存段

MemorySegment 是处理本地内存的主要抽象。它表示具有特定大小的本地内存区域。可以以受控且安全的方式分配、调整大小和访问内存段。

2. 内存地址

MemoryAddress 代表 MemorySegment 中的特定位置。它提供了在此内存位置读取和写入不同类型数据的各种方法。内存地址用于有效地与本地内存进行交互。

3. 内存访问模式

内存 API 支持不同的访问模式，例如读取、写入和读写，以控制内存的访问方式。这有助于确保内存安全和保障。

结论

Java 中的外部函数和内存 API 是作为 Panama 项目的一部分引入的，它们为 Java 开发人员提供了与本地代码和内存进行更高效、更安全交互的令人兴奋的机会。通过无缝调用本地函数和管理内存的能力，Java 应用程序在与本地库和系统集成时可以实现更大的灵活性和性能。