巴拿馬專案是一項 OpenJDK 計劃，旨在改善 Java 和本機程式碼之間的連接。它的關鍵元件之一是外部函數和記憶體 API，它簡化並增強了 Java 應用程式與本機庫和記憶體互動的方式。

什麼是外部函數和記憶體 API？

Foreign Function & Memory API 允許 Java 程式呼叫本機函數並直接管理本機記憶體。此 API 提供了一種更安全、更有效的方法來執行原本需要 Java 本機介面 (JNI) 的操作。

外部函數和記憶體 API 的優點

1. 安全性：API 包含安全功能，可防止與本機代碼相關的常見錯誤，例如記憶體洩漏和緩衝區溢位。
2. 效能：透過允許直接存取本機函數和內存，API 可以顯著提高需要與本機庫互動的 Java 應用程式的效能。
3. 簡單：與JNI相比，API簡化了呼叫本機程式碼的過程，減少了樣板程式碼，使程式碼更易於維護。

使用外部函數和記憶體 API

以下是如何使用外部函數和記憶體 API 呼叫本機函數的範例：

1. 定義本機函數簽章

首先，您需要定義要呼叫的本機函數的簽章。假設我們有一個具有以下函數的 C 庫：

// native.c
#include 

void sayHello() {
    printf("Hello from C!\n");
}

1. 載入原生函式庫並呼叫函式

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();
        }
    }
}

在此範例中：

• 我們使用SymbolLookup在載入的本機函式庫中尋找sayHello函式。
• 我們使用 CLinker 建立函數的句柄。
• 我們使用句柄呼叫本機函數。

管理本機記憶體

外部函數和記憶體 API 還允許您安全地管理本機記憶體。這是一個例子：

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);
        }
    }
}

在此範例中：

• 我們分配一塊本機記憶體。
• 我們從分配的記憶體中寫入和讀取一個位元組。
• 會話關閉時，記憶體會自動釋放。

結論

Foreign Function & Memory API 是 Java 生態系統的強大補充，提供了更安全、更有效率、更簡單的方式與本機程式碼和記憶體互動。無論您需要呼叫本機函數還是管理本機內存，此 API 都為 Java 應用程式開闢了新的可能性。