Java的多态方法的与静态与动态分派

前言

• 多态：一个对象变量可以引用多个实际对象
• 动态绑定：程序运行自动选择调用那个对象的方法

  1 先看C++

#include 
using  namespace std;
class Person{
public:int x=1,y=1;
void Show() {
	cout << "I am a Person " <<x<<y<< endl;
}
};
class Student:public Person{
public:void Show() {
	cout << "I am a Student " <<x<<y<< endl;
}
};
int main(){
    Student s0;
    Person p0=s0;
    p0.Show();
    s0.Show();
    return 0;
}

• 运行结果

I am a Person 11
I am a Student 11

2.再看Java

class Person{
public void Show(){
	System.out.println("I am a Person");
}
}

class Student extends Person{
public void Show(){
	System.out.println("I am a Student");
}
}

public class Main{
public static void main(String arg[]){
    Student s0=new Student();
    Person p0=s0;
    p0.Show();
    s0.Show();
}
}

• 运行结果

I am a Student
I am a Student

3.分析原因

Java与C的绑定不同。Java中只有final、static、private和构造方法是静态绑定的，其它所有方法都采用动态绑定，而C++只有虚函数进行的是动态绑定。
所以在C++中，p0.Show()才用静态绑定的Show()，尽管指向的是Student。而Java则是动态绑定，因为有JVM，JVM会调用变量实际指向的对象的方法。p0实际是指向s0的，所以会调用s0的Show()。

• 从java的字节码角度出发，有5种调用指令
• invokeinterface: 调用接口中的方法，实际上是在运行期决定实际实现该接口的哪一个对象
• invokestatic 调用静态方法
• invokespecial 调用实际的私有方法，构造方法
• invokevirtual 调用虚方法 运行期间动态查找的过程
• invokedynamic 动态调用
• 方法重载时一种静态类型，调用的时候就是声明的类型，编译时可以确定。
• 方法重写是一种动态类型，是实际调用的时候，才知道的。需要运行时确定。
• 虚拟机一定调用引用对象的”实际类“的最适合的方法。虚拟机预先为每一个类创建一个

方法表，在运行时，虚拟机会查这个表。首先适配实际类的方法，否则在超类中继续寻找，以此类推。

字节码带来的疑惑？

• INVOKEVIRTUAL Person.Show ()V //—这里明明显示的是调用Person.Show怎么调用有到 Student.Show

  // access flags 0x9
    public static main([Ljava/lang/String;)V
     L0
      LINENUMBER 15 L0
      NEW Student
      DUP
      INVOKESPECIAL Student.<init> ()V
      ASTORE 1
     L1
      LINENUMBER 16 L1
      ALOAD 1
      ASTORE 2
     L2
      LINENUMBER 17 L2
      ALOAD 2
      INVOKEVIRTUAL Person.Show ()V  //---这里明明显示的是调用Person.Show怎么调用有到 Student.Show
     L3
      LINENUMBER 18 L3
      ALOAD 1
      INVOKEVIRTUAL Student.Show ()V
     L4
      LINENUMBER 19 L4
      RETURN
     L5
      LOCALVARIABLE arg [Ljava/lang/String; L0 L5 0
      LOCALVARIABLE s0 LStudent; L1 L5 1
      LOCALVARIABLE p0 LPerson; L2 L5 2
      MAXSTACK = 2
      MAXLOCALS = 3
  }

• 这个就涉及到原理INVOKEVIRTUAL了

INVOKEVIRTUAL

• 首先去找在操作数的栈顶的实际指向的那个对象的实际类型，寻找到描述和访问权限都符合，则直接返回这个方法的直接引用。
• 如果找不到，然后去找父类
• 再找不到，抛异常

这样依次去找会不会很慢？

• JVM会优化，生成一个叫vtable的方法表。
• 通过vtable代替实际查找。