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jvm学习笔记--方法调用之静态分配和动态分配(代码片段)

忆雨1992 忆雨1992     2022-11-03     548

关键词：

本篇文章从JVM的角度来理解Java学习中经常提到的重载和重写。

方法调用：方法调用不等同于方法执行，在Java虚拟机中，方法调用仅仅是为了确定调用哪个版本的方法。方法调用分为解析调用和分派。解析调用一定是静态的，而分派可以是静态的，也可以是动态的。我们这里只介绍分派中的静态分配和动态分配。

  • 静态分配：所有依赖静态类型来定位方法执行版本的分派动作称为静态分配。

下面看个例子，顺便来猜一下结果（面试中经常遇到）：

 

 1 class Human 
 2     
 3 
 4 
 5 class Man extends Human
 6     
 7 
 8 
 9 class Woman extends Human 
10     
11 
12 
13 public class overLoadTest 
14     
15     public void sayHello(Human guy)
16         System.out.println("Hello guy!");
17     
18     public void sayHello(Man man)
19         System.out.println("Hello man!");
20     
21     public void sayHello(Woman woman)
22         System.out.println("Hello woman!");
23     
24     
25 
26     public static void main(String[] args)
27         Human man = new Man();
28         Human woman = new Woman();
29         
30         overLoadTest sr = new overLoadTest();
31         
32         sr.sayHello(man);
33         sr.sayHello(woman);
34         
35     
36

 

运行结果如下：

 

如果不明白为什么是这样的结果，我们先来了解一下，什么是静态类型和实际类型。

Human man = new Man();
Human woman = new Woman();

这里Human为静态类型，man和woman为实际类型。区别为静态类型的变化仅仅在使用时发生，变量本身的静态类型不会改变，并且最终的静态类型是在编译期间可知的；而实际类型变化的结果在运行期间才可确定，编译器在编译程序时并不知道一个对象的实际类型是什么。


静态分配最典型的应用就是方法重载。我们再来复习一下方法重载的定义：在一个类中有多个方法，名称相同但参数列表不同（参数个数，参数类型，参数顺序）。上面例子就是方法重载。这里的运行结果毫不意外。



sr.sayHello(man);
		sr.sayHello(woman);


man和woman的静态类型都是Human。


    

  • 

    动态分配 ：所有依赖实际类型来定位方法执行版本的分派动作称为静态分配。
    












    • 














动态分配的典型应用为重写。下面为重写的例子


 




 1 abstract class Human_Test 
 2     public abstract void sayHello();
 3 
 4 
 5 class Man_Test extends Human_Test
 6      @Override  
 7     public void sayHello() 
 8         System.out.println("Hello man!");
 9     
10     
11 
12 
13 class Woman_Test extends Human_Test 
14      @Override  
15     public void sayHello() 
16         System.out.println("Hello woman!");
17     
18     
19 
20 
21 public class OverrideTest 
22     public static void main(String[] args)
23         Human_Test man = new Man_Test();
24         Human_Test woman = new Woman_Test();
25         
26         man.sayHello();  
27         woman.sayHello();  
28               
29         man = new Woman_Test();  
30         man.sayHello(); 
31     
32     
33     
34     
35 




 


 


 


 运行结果：




 


因为动态分配是根据实际类型来确定要调用的方法的，这样的结果也比较符合我们的思维习惯。那么JVM又是怎么根据实际类型来找到目标方法的呢？用Javap来分析一下字节码：


 


看上图17和21行，可以看到已经找到了Human中的sayHello()，但是invokevirtual指令是多态查找指令。其过程如下：


1). 找到操作数栈顶的第一个元素所指向的对象的实际类型，记作C.


2). 如果在类型C中找到与常量池中描述符和简单名称都相符的方法，则进行访问权限的校验，如果校验不通过，则返回java.lang.IllegaAccessError异常，校验通过则直接返回方法的直接引用，查找过程结束。


3). 否则，按照继承关系从下往上一次对C的各个父类进行第二步骤的搜索和验证过程。


4). 如果始终还是没有找到合适的方法直接引用，则抛出java.lang.AbstractMethodError异常。


由于invokevirtual指令执行的第一步是在运行时确定接收者的实际类型，所以两次中的invokevirtual指令把常量池中的类方法符号引用解析到不同的直接引用上，这个就是java语言中方法重写的本质。


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