java虚拟⽅法_Java中的虚拟⽅法virtualmethod是什么含义匿名⽤户
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2016-01-21 回答
Java⽅法调⽤的虚分派
JUN 2ND, 2013 | COMMENTScrush是什么意思
本⽂通过介绍 Java ⽅法调⽤的虚分派,来加深对 Java 多态实现的理解。需要预先理解 Java 字节码和 JVM 的基本框架。
虚分配(Virtual Dispatch)
⾸先从字节码中对⽅法的调⽤说起。Java 的 bytecode 中⽅法的调⽤实现分为四种指令:
1.invokevirtual 为最常见的情况,包含 virtual dispatch 机制;
2.invokespecial 是作为对 private 和构造⽅法的调⽤,绕过了 virtual dispatch;
3.invokeinterface 的实现跟 invokevirtual 类似。
4.invokestatic 是对静态⽅法的调⽤。
其中最复杂的要属 invokevirtual 指令,它涉及到了多态的特性,使⽤ virtual dispatch 做⽅法调⽤。
virtual dispatch 机制会⾸先从 receiver(被调⽤⽅法的对象)的类的实现中查找对应的⽅法,如果没找到,则去⽗类查找,直到找到函数并实现调⽤,⽽不是依赖于引⽤的类型。
下⾯是⼀段有趣的代码。反映了 virtual dispatch 机制 和 ⼀般的 field 访问的不同。
public class Greeting {
String intro = "Hello";
String target(){
return "world";
}importing
}
经典儿歌童谣public class FrenchGreeting extends Greeting {
String intro = "Bonjour";
String target(){
return "le monde";
}
public static void main(String[] args){
Greeting english = new Greeting();
Greeting french = new FrenchGreeting();
System.out.println(english.intro + "," + english.target());
欧盟是什么System.out.println(french.intro + "," + french.target());
System.out.println(((FrenchGreeting)french).intro + "," + ((FrenchGreeting)french).target());
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}
}
运⾏的结果为
Hello,world
Hello,le monde
Bonjour,le monde
前两⾏输出中,对于 intro 这个属性的访问,直接指向了⽗类中的变量,因为引⽤类型为⽗类。
moocs第⼆⾏对于 target()的⽅法调⽤,则是指向了⼦类中的⽅法,虽然引⽤类型也为⽗类,但这是虚分派的结果,虚分派不管引⽤类型的,只查被调⽤对象的类型。
既然虚分派机制是从被调⽤对象本⾝的类开始查找,那么对于⼀个覆盖了⽗类中某⽅法的⼦类的对象,是⽆法调⽤⽗类中那个被覆盖的⽅法的吗?
neytiri在虚分派机制中这确实是不可以的。但却可以通过 invokespecial 实现。如下代码
public class FrenchGreeting extends Greeting {
String intro = "Bonjour";
String target(){
return "le monde";
}
bilepublic String func(){
return super.target();
}
public static void main(String[] args){
Greeting english = new Greeting();
FrenchGreeting french = new FrenchGreeting();
System.out.println(french.func());
}
}spark
func()就成功的调⽤了⽗类的⽅法 target(),虽然 target()已经被⼦类重写了。具体的调⽤细节,从字节码中可以看到:
ALOAD 0: this
INVOKESPECIAL Greeting.target() : String
ARETURN
其中使⽤了 invokespecial 指令,⽽不是施⾏虚分派策略的 invokevirtual 指令。
intervention
⽅法表(Method Table)
介绍了虚分派,接下来介绍是它的⼀种实现⽅式 – ⽅法表。类似于 C++的虚函数表 vtbl。
在有的 JVM 实现中,使⽤了⽅法表机制实现虚分派,⽽有时候,为了节省内存可能不采⽤⽅法表的实现。
不要被⽅法表这个名字迷惑,它并不是记录所有⽅法的表。它是为虚分派服务,不会记录⽤ invokestatic 调⽤的静态⽅法和⽤invokespecial 调⽤的构造函数和私有⽅法。
JVM 会在链接类的过程中,给类分配相应的⽅法表内存空间。每个类对应⼀个⽅法表。这些都是存在于 method area 区中的。这⾥与
C++略有不同,C++中每个对象的第⼀个指针就是指向了相应的虚函数表。⽽ Java 中每个对象索引到对应的类,在对应的类数据中对应⼀个⽅法表。(关于链接的更多信息,参见博⽂《Java 类的装载、链接和初始化》)
⼀种⽅法表的实现如下:
⽗类的⽅法⽐⼦类的⽅法先得到解析,即⽗类的⽅法相⽐⼦类的⽅法位于表的前列。
表中每项对应于⼀个⽅法,索引到实际⽅法的实现代码上。如果⼦类重写了⽗类中某个⽅法的代码,则该⽅法第⼀次出现的位置的索引更换到⼦类的实现代码上,⽽不会在⽅法表中出现新的项。
JVM 运⾏时,当代码索引到⼀个⽅法时,是根据它在⽅法表中的偏移量来实现访问的。(第⼀次执⾏到调⽤指令时,会执⾏解析,将符号索引替换为对应的直接索引)。
由于 invokevirtual 调⽤的⽅法在对应的类的⽅法表中都有固定的位置,直接索引的值可以⽤偏移量来表⽰。(符号索引解析的最终⽬的是完成直接索引:对象⽅法和对象变量的调⽤都是⽤偏移量来表⽰直接索引的)
invokeinterface 与 invokevirtual 的⽐较
当使⽤ invokeinterface 来调⽤⽅法时,由于不同的类可以实现同⼀ interface,我们⽆法确定在某个类中的 inteface 中的⽅法处在哪个位置。于是,也就⽆法解析 CONSTANT_intefaceMethodref-info 为直接索引,⽽必须每次都执⾏⼀次在 methodtable 中的搜索了。
所以,在这种实现中,通过 invokeinterface 访问⽅法⽐通过 invokevirtua l 访问明显慢很多。