項目 ネイティブ メソッドを賢く使用する

Java Native Interface (JNI) を使用すると、Java プログラムが C や C などの言語で記述されたネイティブ メソッドを呼び出すことができます。歴史的に、ネイティブ メソッドには 3 つの主な用途がありました:

• ログなどのプラットフォーム固有の機能にアクセスします。
• 古いデータにアクセスするには、ネイティブ コード ライブラリ (レガシー ライブラリを含む) を使用します。
• アプリケーションのパフォーマンスが重要な部分をネイティブ言語で記述して、パフォーマンスを向上させます。

しかし、Java プラットフォームが成熟するにつれて、プラットフォーム固有の機能にアクセスするためにネイティブ メソッドを使用する必要性は減少しました。これらの機能の多くは、Java 9 で追加されたプロセス API など、Java プラットフォームから直接アクセスできるようになり、オペレーティング システム プロセスへのアクセスを提供します。 Java に相当するものが存在しない場合でも、ネイティブ メソッドを使用してネイティブ ライブラリにアクセスすることは許容されますが、この方法は慎重に検討する必要があります。

パフォーマンスの向上に関しては、ネイティブ メソッドの使用が推奨されることはほとんどありません。 Java の初期のバージョンではこれが必要でしたが、JVM は進化し、はるかに高速になりました。現在では、ほとんどのタスクを Pure Java で同様のパフォーマンスで実行できます。この例としては、BigInteger クラスの再実装があります。当初、BigInteger は C で書かれた多精度算術ライブラリに依存していましたが、JVM の進化により、Java で実装されたバージョンはネイティブのものと同じくらい効率的になりました。

ただし、極端なパフォーマンスでもネイティブ メソッドの使用が正当化される場合があります。例としては、高精度の演算を必要とするプログラマ向けの GMP ライブラリ (GNU Multiple Precision Arithmetic Library) の使用が挙げられます。この場合、ネイティブ メソッドが最良の選択となる可能性があります。

ネイティブ メソッドを使用した場合の影響を認識することが重要です。ネイティブ言語には Java と同様のセキュリティ保証がないため、メモリ破損などのリスクが生じます。さらに、ネイティブ メソッドを使用すると、コードの移植性が低下し、特定のプラットフォームへの依存度が高くなります。ネイティブ コードのデバッグ プロセスもより複雑で、うまく行われないと、Java とネイティブ コード間の移行コストにより、プログラムのパフォーマンスが低下する可能性があります。

もう 1 つの重要な点は、ネイティブ メソッドでは「グルー コード」の使用が必要であるということですが、これは多くの場合、読みにくく、書くのが面倒です。これにより、開発がさらに複雑になり、特定して修正するのが難しいバグが発生する可能性が高くなります。

つまり、ネイティブ メソッドを使用する前によく考えてください。ほとんどの場合、パフォーマンスを向上させるためにこれらを使用する必要はありません。低レベルのリソースまたはネイティブ ライブラリにアクセスする必要がある場合は、ネイティブ メソッドの使用を最小限に制限し、ネイティブ コードを小さく保ち、アプリケーション全体を侵害する可能性のある重大な問題を回避するために徹底的にテストしてください。

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