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JVM 方法調(diào)用之動(dòng)態(tài)分派(詳解)

更新時(shí)間：2017年05月01日 09:15:42 投稿：jingxian

下面小編就為大家?guī)硪黄狫VM 方法調(diào)用之動(dòng)態(tài)分派(詳解)。小編覺得挺不錯(cuò)的，現(xiàn)在就分享給大家，也給大家做個(gè)參考。一起跟隨小編過來看看吧

1. 動(dòng)態(tài)分派

一個(gè)體現(xiàn)是重寫(override)。下面的代碼，運(yùn)行結(jié)果很明顯。

public class App {
 
 public static void main(String[] args) {
  Super object = new Sub();
  object.f();
 }
}

 class Super {
 public void f() {
  System.out.println("super : f()");
 }
 
 public void f(int i) {
  System.out.println("super : f(int)");
 }
}

class Sub extends Super{
 
 @Override
 public void f() {
  System.out.println("sub : f()");
 }
 
 @Override
 public void f(int i) {
  System.out.println("sub : f(int)");
 }
 
 public void f(char c) {
  System.out.println("sub : f(char)");
 }
}

最終輸出sub : f();

那么虛擬機(jī)是怎么做到動(dòng)態(tài)分派的呢？

不同的虛擬機(jī)有不同的實(shí)現(xiàn)，最常用的是使用虛方法表(Virtual Method Table)

2. 虛方法表

對(duì)于Super和Sub類，虛方法表大致如下：（靈魂畫師）

上面的靈魂畫作是什么意思呢？

虛方法表中存放著各個(gè)方法的實(shí)際入口地址。如果某個(gè)方法在子類中沒有被重寫，那子類的虛方法表里面的地址入口和父類相同簽名的方法的地址入口是一致的，都指向父類的實(shí)現(xiàn)入口。如果子類中重寫了這個(gè)方法，子類方法表中的地址將會(huì)替換為向子類實(shí)現(xiàn)版本的入口地址。

從上圖主要得出幾個(gè)信息：

a. 上圖的大部分方法，子類Super和Sub均沒有重寫，那么都指向父類Object的類型數(shù)據(jù)。f()和f(int)方法，父類子類都實(shí)現(xiàn)了，那么兩者就指向不同的實(shí)現(xiàn)地址。f(char)只在子類定義實(shí)現(xiàn)，自然指向子類的類型數(shù)據(jù)。

b. 為了程序?qū)崿F(xiàn)上的方便，具有相同簽名的方法，在父類，子類的虛方法表中都應(yīng)當(dāng)具有一樣的索引序號(hào)，這樣當(dāng)類型變換時(shí)，僅需要變更查找的方法表，就可以從不同的虛方法表中按索引轉(zhuǎn)換出所需要的入口地址。

3. 實(shí)例分析

以本文開頭的代碼進(jìn)行分析。通過javap命令查看main方法的指令。

其中的invokevirtual指令詳細(xì)調(diào)用過程是這樣的：

1）指令中的#19指的是App類的常量池中第19個(gè)常量表的索引項(xiàng)。這個(gè)常量表(CONSTATN_Methodref_info)記錄的是方法f()信息的符號(hào)引用，JVM首先根據(jù)這個(gè)符號(hào)引用找到調(diào)用方法f()的類的全限定名com.khlin.Super，這是因?yàn)樽兞縪bject被聲明為Super類型。

2) 在Super類型的方法表中查找方法f()，如果找到，則將方法f()在方法表中的索引項(xiàng)(具體值我不了解，這里將其記為index) 記錄到App類的常量池中第19個(gè)常量表中(常量池解析)。因此，如果Super類型方法表中沒有f()，那么即使Sub類型的方法表有該方法，也會(huì)報(bào)編譯失敗。

3）在調(diào)用invokevirtual指令前有一個(gè)aload_1指令，它會(huì)將開始創(chuàng)建中堆中的Sub對(duì)象的引用壓入操作數(shù)棧。然后invokevirtual指令會(huì)根據(jù)這個(gè)Sub對(duì)象的引用首先找到堆中的Sub對(duì)象，然后進(jìn)一步找到Sub對(duì)象所屬類型的方法表。

4）這時(shí)，通過2）查找的index，可以定位到Sub類型方法表中的f()方法，然后通過直接地址找到該方法字節(jié)碼所在的內(nèi)存空間。這就是父類和子類相同簽名的方法索引序號(hào)一致的用處。

4. 綜合考慮：一個(gè)可能想錯(cuò)的例子

將本文開頭的代碼里的main方法稍作修改，調(diào)用其他的方法。

public static void main(String[] args) {
   Super object = new Sub();
   char c = 'a';
   object.f(c);
  }

結(jié)果將輸出sub : f(int)

明明Sub方法里有完全一樣類型的f(char)方法，卻調(diào)用的是f(int).

相信通過前面的學(xué)習(xí)，已經(jīng)可以明白原因了。

在object.f(c)調(diào)用時(shí)，虛擬機(jī)先到Super類的方法表里，查找最為合適的方法。

Super類里沒有剛好參數(shù)為char的f(char)方法，按照前面靜態(tài)分派和參數(shù)類型自動(dòng)轉(zhuǎn)換的學(xué)習(xí)，可以知道，編譯器使用了除了f(char)之外最為合適的方法f(int)。獲取到索引后，通過索引到實(shí)際對(duì)象的Sub方法表里找到f(int)方法，最終執(zhí)行的就是Sub類的f(int)方法。

該方法的字節(jié)碼指令證明了上述的論證。