外部函数和内存 API 简介（巴拿马项目）

巴拿马项目是一项 openjdk 计划，旨在改善 java 和本机代码之间的连接。它的关键组件之一是外部函数和内存 api，它简化并增强了 java 应用程序与本机库和内存交互的方式。

什么是外部函数和内存 api？

foreign function & memory api 允许 java 程序调用本机函数并直接管理本机内存。此 api 提供了一种更安全、更有效的方式来执行需要 java 本机接口 (jni) 的操作。

外部函数和内存 api 的优点

1. 安全：api 包含安全功能，可防止与本机代码相关的常见错误，例如内存泄漏和缓冲区溢出。
2. 性能：通过允许直接访问本机函数和内存，api 可以显着提高需要与本机库交互的 java 应用程序的性能。
3. 简单性：与 jni 相比，api 简化了调用原生代码的过程，减少了样板代码，使代码更易于维护。

使用外部函数和内存 api

以下是如何使用外部函数和内存 api 调用本机函数的示例：

1. 定义原生函数签名

首先，您需要定义要调用的本机函数的签名。假设我们有一个具有以下函数的 c 库：

// native.c
#include <stdio.h>

void sayhello() {
    printf("hello from c!n");
}
</stdio.h>

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1. 加载原生库并调用函数

import jdk.incubator.foreign.*;

public class foreignfunctionexample {
    public static void main(string[] args) {
        try (var session = memorysession.openconfined()) {
            symbollookup lookup = symbollookup.loaderlookup();
            var sayhello = lookup.find("sayhello").orelsethrow();

            var sayhellohandle = clinker.getinstance().downcallhandle(
                sayhello,
                functiondescriptor.ofvoid()
            );

            sayhellohandle.invokeexact();
        } catch (throwable t) {
            t.printstacktrace();
        }
    }
}

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在此示例中：

• 我们使用symbollookup在加载的原生库中查找sayhello函数。
• 我们使用 clinker 创建函数的句柄。
• 我们使用句柄调用原生函数。

管理本机内存

外部函数和内存 api 还允许您安全地管理本机内存。这是一个例子：

import jdk.incubator.foreign.*;

public class MemoryManagementExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (var session = MemorySession.openConfined()) {
            MemorySegment segment = MemorySegment.allocateNative(100, session);

            MemoryAccess.setByteAtOffset(segment, 0, (byte) 42);
            byte value = MemoryAccess.getByteAtOffset(segment, 0);

            System.out.println("Value: " + value);
        }
    }
}

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在此示例中：

• 我们分配一块本机内存。
• 我们从分配的内存中写入和读取一个字节。
• 会话关闭时，内存会自动释放。

结论

外部函数和内存 api 是 java 生态系统的强大补充，提供了一种更安全、更高效、更简单的方式与本机代码和内存交互。无论您需要调用本机函数还是管理本机内存，此 api 都为 java 应用程序开辟了新的可能性。

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