Java内部方法和本机方法有什么区别？

Question

Java 内部函数在很多地方都提到过（例如这里）。 我的理解是，这些是使用特殊本机代码处理的方法。 这似乎类似于 JNI 方法，它也是一个本机代码块。

有什么区别？

Answer 1

JIT 知道内在函数，因此它可以将相关的机器指令内联到它的 JIT 代码中，并作为热循环的一部分围绕它进行优化。

JNI 函数对于编译器来说是一个 100% 的黑盒，具有显着的调用/返回开销（特别是如果您仅将它用于标量）。

但即使它只是对int bitcount(unsigned x){ return __builtin_popcount(x); }类的函数的调用。 int bitcount(unsigned x){ return __builtin_popcount(x); }编译成 x86-64 popcnt eax, edi ; ret （x86-64 System V 调用约定）调用者（JIT 编译器正在发出）仍然必须假设所有调用破坏的寄存器都被破坏了。 在 x86-64 上，这是大多数整数寄存器和所有 FP/向量寄存器。 （就像提前 C++ 编译器调用黑盒函数与内在函数的成本一样）。 但我怀疑调用 JNI 函数的成本包括一些额外的开销。

当然，对任何未知函数的调用意味着如果 JIT 编译器无法证明没有其他任何东西对它们有引用，则可能需要将寄存器中的变量同步到内存中。 （逃脱分析。）

此外，内在函数意味着 JVM了解函数的作用，并可以通过它进行优化。 例如，通过不断传播，它知道 popcount(5) = 2 个设置位。 但是对于一个实际的 JNI 函数，它仍然必须调用它。 除非有某种方法将函数声明为“纯”，否则每次调用都是可见的副作用，因此它可以CSE 。

对于重度内联，编译时常量并不罕见。

Answer 2

主要区别在于 JVM知道内部方法的实现，并且可以用机器相关的优化指令（有时甚至是单处理器指令）替换原始 java 代码，而 JNI 方法的实现是未知的一个JVM。

后者施加了一些限制，例如无法为 JNI 方法应用某些优化技术，需要在调用堆栈上做额外的工作等。

PS您提供的链接包含该特定JVM的已知方法列表。 此列表可能因一个 JVM 而异。

Answer 3

“本机”方法是一个广义术语，表示该方法在 JVM 本身或动态加载的本机库中实现。

本native方法是在类的 Java 源代码中声明为本native的方法。

“内在”方法是 JVM 运行时（特别是 JIT 编译器）对其执行特殊优化的方法。 “内在”的意思之一是调用序列不是 JNI 调用。 但优化可能比这更广泛。

请注意， native和“固有”是正交的：

• 一个方法可能既是native的，也可能是“内在的”； 例如arraycopy 。 既是native又是“内在”的方法（通常）不会被实现为 JNI 方法。
• 一个方法可能是“内在的”而不是native ； 例如，某些 Java 版本中的一些String方法。 在这种情况下，Java 源代码及其字节码在该方法的 JIT 编译版本中被忽略。

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这似乎类似于 JNI 方法，它也是一个本机代码块。

JNI 是一种用于实现非“内在”的native方法的 API。 因此，JNI 方法是用 C/C++ 实现的方法，其签名与 JNI 调用序列兼容。

问题是 JNI 方法调用序列比典型的 Java 到 Java 或 Java 到内部调用序列更重。 （这是由于 JNI 调用的通用性，以及需要检查和映射 Java 对应的 C/C++ 类型之间的参数/结果......等等。）

与 Java 和内部方法相比，JNI 方法的另一个问题是 JIT 编译器对 JNI 方法实际在做什么的了解为零，因此无法跨调用边界应用各种优化； 例如内联。