4.6方法的调用

目录

• 4.6方法的调用
  • 静态链接与动态链接
  • 早期绑定与晚期绑定
  • 虚方法与非虚方法
  • 动态类型语言与静态类型语言
  • 方法重写的本质
  • 虚方法表

4.6方法的调用

静态链接与动态链接

在JVM中，将符号引用转换为调用方法的直接引用与方法的绑定机制相关。

静态链接：

当一个字节码文件被装载进JVM内部时，如果被调用的目标方法在编译期可知，且运行期保持不变时。这种情况下将调用方法的符号引用转换为直接引用的过程称之为静态链接。

动态链接：

如果被调用的方法在编译期无法确定下来，也就是说只能够在程序运行期将调用方法的符号引用转换为直接引用，由于这种引用转换过程具备动态性，因此也就被称之为动态链接。

对应的方法绑定机制为：早期绑定（Early Binding）和晚期绑定（Late Binding）。绑定一个字段、方法或者类在符号引用被替换为直接引用的过程，这仅仅发生一次。

早期绑定与晚期绑定

早期绑定：

早期绑定就是指被调用的目标方法如果在编译期可知，且运行期保持不变时，即可将这个方法与所属的类型进行绑定，这样一来，由于明确了被调用的目标方法究竟是哪一个，因此也就可以使用静态链接的方式将符号引用转换为直接引用。

晚期绑定：

如果被调用的方法在编译期无法被确定下来，只能够在程序运行期根据实际的类型绑定相关的方法，这种绑定方式也就被称之为晚期绑定。

虚方法与非虚方法

Java中任何一个普通的方法其实都具备虚函数的特征，它们相当于c++语言中的虚函数。如果在Java程序中不希望某个方法拥有虚函数的特征时，则可以使用关键字final来标记这个方法。

非虚方法：

如果方法在编译期就确定了具体的调用版本，这个版本在运行时是不可变的。这样的方法称为非虚方法。

静态方法、私有方法、final方法、实例构造器、父类方法都是非虚方法。

其他方法称为虚方法。

虚拟机中提供了以下几条方法调用指令：

普通调用指令：

1.invokestatic：调用静态方法，解析阶段确定唯一方法版本

2.invokespecial：调用方法、私有及父类方法，解析阶段确定唯一方法版本

3.invokevirtual：调用所有虚方法

4.invokeinterface：调用接口方法

动态调用指令：

5.invokedynamic：动态解析出需要调用的方法，然后执行。

前四条指令固化在虚拟机内部，方法的调用执行不可人为干预，而invokedynamic指令则支持有用户确定方法版本。其中invokestatic指令和invokespecial指令调用的方法称为非虚方法，其余的（final修饰的除外）称为虚方法。

动态类型语言与静态类型语言

动态类型语言和静态类型语言两者的区别就在于对类型的检查是在编译期还是在运行期，满足前者就是静态类型语言，反之就是动添类型语言。简单来说，静态类型语言是判断变量自身的类型信息；动态类型语言是判断变量值的类型信息，变量没有类型信息，变量值才有类型信息，这是动态类型语言的一个重要特征。

静态类型语言Java：

String info = "str";

动态类型语言JS、Python：

var name = "fawaikuangtu";

info = "zhangsan"

方法重写的本质

Java语言中方法重写的本质：

1.找到操作数栈顶的第一个元素所执行的对象的实际类型，记作C。

2.如果在类型C中找到常量中的描述符合简单名称都相符的方法，则进行访问权限校验，如果通过则返回这个方法的直接引用，查找过程结束；如果不通过，则返回java.lang.illegalAccessError异常。

3.否则，按照继承关系从下往上依次对C的各个父类进行第2步的搜索和验证过程。

4.如果始终没有找到合适的方法，则抛出java.lang.AbstractMethodError异常。

illegalAccessError异常介绍：

程序试图访问或修改一个属性或调用一个方法，这个属性或方法，你没有权限访问。一般这个会引起编译器异常。这个错误如果发生在运行时，就说明一个类发生了不兼容的改变。

虚方法表

在面向对象的编程中，会很频繁的使用到动态分派，如果在每次动态分派的过程中都要重新在类的方法元数据中搜索合适的目标的话就可能影响到执行效率。为了提高性能，JVM采用在类的方法区建立一个虚方法表（virtual method table）（非虚方法不会出现在表中）来实现。使用索引表来代替查找。

每个类中都有一个虚方法表，表中存放着各个方法的实际入口。

虚方法什么时候被创建？

虚方法表会在类加载的链接阶段被创建并开始初始化，类的变量初始值准备完成后，JVM会把该类的方法表也初始化完毕。

虚方法表示例1：

说明：

Father类中hardChoice两个重载方法直接指向Father类，Son类继承了Father类重写了hardChoice两个重载方法，指向了Son类，Object类中的方法没有被两个子类重写，所以直接指向了Object类。