Explore a interoperabilidade entre Swift e Java

Conheça uma biblioteca experimental da linguagem Swift, chamada swift-java, que permite que o Swift funcione perfeitamente com o Java, aproveitando os recursos já existentes de interoperabilidade com Objective-C, C e C++. Essa interoperabilidade permite introduzir o Swift de forma incremental em bases de código Java atuais, reutilizar bibliotecas entre linguagens e integrar bibliotecas Swift em projetos Java. A interoperabilidade oferecida pelo swift-java permite tanto chamar código Java no Swift, e vice-versa. A equipe está trabalhando em ferramentas e técnicas para lidar com as diferenças entre os tempos de execução entre Java e Swift, além de oferecer maior segurança de memória para código Java traduzido em tipos do Swift.

As linguagens Swift e Java têm recursos em comum, como classes, herança, gerenciamento automático de memória, genéricos e tratamento de erros, embora existam diferenças nos tempos de execução. Apesar dessas diferenças, as semelhanças entre as duas linguagens permitem expressar a maioria das APIs de uma linguagem na outra.

A API Java Native Interface (JNI) foi lançada no início de 1997 e permite que o código Java em execução dentro de uma Java Virtual Machine (JVM) interopere com código nativo, como Swift. Isso geralmente é feito para melhorar o desempenho ou utilizar bibliotecas nativas que não têm equivalente em Java. Para usar a JNI, uma função native é definida em Java e é gerado um arquivo de cabeçalho em C correspondente. Esse arquivo contém uma declaração de função em C que deve ser implementada na linguagem nativa, como Swift. O processo envolve o gerenciamento do ciclo de vida de objetos, a correspondência de assinaturas de métodos e o tratamento de código repetitivo e longo, o que pode ser suscetível a erro e, demorado, além de levar a falhas fatais.

O SwiftJava melhora a interoperabilidade entre as linguagens Swift e Java. Ele oferece um pacote de ferramentas, incluindo bibliotecas Swift e Java, uma ferramenta de linha de comando e integrações com sistemas de compilação, para simplificar e tornar mais segura a interação entre as duas linguagens. A ferramenta de linha de comando swift-java automatiza a geração do código de ligação, eliminando a necessidade de lidar manualmente com arquivos de cabeçalho em C. Isso resulta em um código mais limpo, fácil de manter, com melhor gerenciamento do ciclo de vida dos objetos e maior segurança de tipos. Agora você pode se concentrar na lógica de negócios, aproveitando ao máximo os ecossistemas do Swift e do Java e evitando os erros e armadilhas comuns da implementação manual da JNI.

O SwiftJava permite integrar bibliotecas Java a projetos do Swift. Para importar uma biblioteca Java inteira, como a Apache Commons CSV, prepare as seguintes coordenadas de artefato: groupId, artifactId e version. Em seguida, o SwiftJava utiliza o Gradle, um sistema de compilação de código aberto, para resolver dependências Java. Existem duas formas de baixar e encapsular essas dependências: Usando o plug-in da ferramenta de compilação SwiftJava, que requer a desativação do Sandbox de segurança do SwiftPM, ou o comando resolve da ferramenta de linha de comando swift-java, que executa a resolução fora do processo de compilação. Após resolver as dependências do Java, você pode importar a biblioteca Java no Swift, iniciar a JVM dentro do processo do Swift e usar o código em Java e suas coleções de forma integrada com os recursos do Swift, com o JavaKit gerenciando o ciclo de vida dos objetos.

O SwiftJava permite integrar bibliotecas Swift a projetos do Java. Para isso, esta sessão da WWDC25 apresenta uma nova abordagem que elimina a necessidade de funções de wrapper extensas no lado Java. Em vez disso, toda a biblioteca Swift é encapsulada com classes Java utilizando a nova API Foreign Function and Memory (FFI), introduzida no Java 22. A FFI oferece controle aprimorado sobre a memória nativa e permite uma integração profunda entre os tempos de execução e sistemas de gerenciamento de memória do Java e do Swift. Ao usar a FFI, o processo de chamar o código do Swift a partir do Java fica mais eficiente e seguro. A ferramenta de linha de comando swift-java é usada para gerar as classes Java necessárias e o código auxiliar em Swift. Ela automatiza a geração de código padrão, simplificando o processo. As classes Java geradas funcionam como assessores para os tipos e funções Swift, expondo efetivamente a funcionalidade da biblioteca Swift para o Java. O gerenciamento adequado de memória é fundamental ao trabalhar com objetos Swift nativos em Java. A discussão destaca duas abordagens: O uso do AutoArena, que depende do Coletor de Lixo (GC) do Java, e o método preferido, que utiliza o bloco try-with-resources com o ConfinedArena. Essa última abordagem garante uma desalocação de objetos bem definida e ordenada, evitando problemas de desempenho e sobrecarga no GC. Essa técnica permite criar e publicar bibliotecas Java encapsuladas em Swift, facilitando sua utilização em projetos do Java. Isso simplifica a adoção do Swift por equipes que já possuem uma base sólida em Java, promovendo um ambiente de desenvolvimento mais flexível e eficiente. O desenvolvimento contínuo do SwiftJava busca aprimorar ainda mais essas técnicas, oferecendo uma solução robusta para a interoperabilidade entre as duas linguagens.

A linguagem de programação Swift é de código aberto e hospedada no GitHub e em bibliotecas como o SwiftJava. A comunidade é ativa nos fóruns do Swift, onde você pode aprender, compartilhar ideias e dar feedback.