Java中靜態(tài)分派和動(dòng)態(tài)分派是什么

小編給大家分享一下Java中靜態(tài)分派和動(dòng)態(tài)分派是什么，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！

最近復(fù)習(xí)JVM的知識(shí)，對(duì)于靜態(tài)分派和動(dòng)態(tài)分派的理解有點(diǎn)混亂，于是自己嘗試寫寫代碼，在分析中鞏固知識(shí)。

有如下一段代碼，請(qǐng)問每一段分別輸出什么？

package com.khlin.my.test;

class Base {

    public static void foo() {
        System.out.println("Base.foo() invoked");
    }

    public void bar(int c) {
        System.out.println("Base.bar(int) invoked");
    }

    public void bar(Character c) {
        System.out.println("Base.bar(Character) invoked");
    }

    public void baz(Object o) {
        System.out.println("Base.baz(Object) invoked");
    }

    public void baz(Integer i) {
        System.out.println("Base.baz(Integer) invoked");
    }

}

class Child extends Base {
    public static void foo() {
        System.out.println("Child.foo() invoked");
    }

    public void bar(Character c) {
        System.out.println("Child.bar(Character) invoked");
    }

    public void bar(char c) {
        System.out.println("Child.bar(char) invoked");
    }
}

public class App {

    public static void main(String[] args) {
        Base child = new Child();

        System.out.println("第1段輸出：");
        child.foo();
        child.bar(new Character('C'));

        System.out.println("第2段輸出：");
        Object integer = new Integer(100);
        child.baz(integer);

        System.out.println("第3段輸出：");
        child.bar('C');

    }
}

下面我簡(jiǎn)單地介紹一下從代碼編譯到方法調(diào)用的整個(gè)過程。

· 編譯

先看看第1段輸出，child.foo()是調(diào)用父類還是子類的靜態(tài)方法呢？

在編譯階段，發(fā)生了靜態(tài)分派。

1 Base child = new Child();

在我們創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象時(shí)，如上圖，Base稱為變量的的靜態(tài)類型(Static Type), 或者叫做外觀類型(Apparent Type)，后面的Child則稱為變量的實(shí)際類型(Actual Type)。

所有依賴靜態(tài)類型來定位方法執(zhí)行版本的分派動(dòng)作，稱為靜態(tài)分派。靜態(tài)分派的典型應(yīng)用是方法重載，其發(fā)生在編譯階段，因此確定靜態(tài)分派的動(dòng)作實(shí)際上不是由虛擬機(jī)來執(zhí)行的。

方法的接收者(Reciever) 和方法的參數(shù)統(tǒng)稱為方法的宗量，根據(jù)分派基于多少種宗量，可以將分派劃分為單分派和多分派兩種。

在靜態(tài)分派的時(shí)候，選擇目標(biāo)方法的依據(jù)有兩點(diǎn)，一是靜態(tài)類型是Base還是Child，二是方法的參數(shù)類型。因此，靜態(tài)分派是多分派。

接下來，我們來看看“第1段輸出”代碼生成的指令。通過javap -v App.class指令得出如下結(jié)果，可以看到第18和第31行兩條指令的符號(hào)引用，和上述分析一致：child的靜態(tài)類型是Base，所以選擇Base類的方法；通過無參數(shù)和Character類型，分別確定是具體哪個(gè)方法版本。

但最終兩者的行為不一樣，child.foo() 調(diào)用的是靜態(tài)類型Base的foo()，而child.bar(new Character('C')) 則是調(diào)用實(shí)際類型Child的方法。

原因就是出在兩條指令不一樣：invokestatic和invokevirtual

在Java虛擬機(jī)里面提供了5條方法調(diào)用字節(jié)碼指令：

invokestatic:調(diào)用靜態(tài)方法

invokespecial:調(diào)用實(shí)例構(gòu)造器<init>方法、私有方法和父類方法

invokevirtual: 調(diào)用所有的虛方法

invokeinterface:調(diào)用接口方法，會(huì)在運(yùn)行時(shí)再確定 一個(gè)實(shí)現(xiàn)此接口的對(duì)象

invokedynamic:先在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)解析出調(diào)用點(diǎn)限定符所引用的方法，然后再執(zhí)行該方法，在此之前的4條調(diào)用指令，分派邏輯是固化在Java虛擬機(jī)內(nèi)部的，而invokedynamic是由用戶所設(shè)定的引導(dǎo)方法決定的。

具體原因是不同的指令在下一階段（類加載的解析）的行為不一樣，暫時(shí)先放到一邊，我們?cè)倏纯吹?段輸出的指令。

可以看出，在靜態(tài)分派時(shí)，是根據(jù)傳入方法的參數(shù)的靜態(tài)類型來決定調(diào)用的方法版本，雖然有baz(Integer)的方法，但是傳入的參數(shù)integer的靜態(tài)類型是Object，所以調(diào)用了baz(Object)。

再來看看第3段輸出的指令，我們知道符號(hào)引用肯定還是Base類里的方法(盡管Child類里有參數(shù)一樣的bar(char c) 方法)，但Base里沒有一模一樣參數(shù)(char類型) 的方法，不會(huì)報(bào)錯(cuò)嗎？會(huì)調(diào)用哪個(gè)方法呢？

原來，編譯器雖然能確定出方法的重載版本，但在很多情況下這個(gè)重載版本并不是“唯一的”，往往只能確定一個(gè)“更加合適”的版本。

· 類加載之解析

解析階段是虛擬機(jī)將常量池內(nèi)的符號(hào)引用替換為直接引用的過程。

只要能被invokestatic和invokespecial指令調(diào)用的方法，都可以在解析階段中確定唯一的調(diào)用版本，符合這個(gè)條件的有靜態(tài)方法，私有方法，實(shí)例構(gòu)造器，父類方法4類，它們?cè)陬惣虞d的時(shí)候就會(huì)把符號(hào)引用解析為該方法的直接引用。這些方法可以稱為非虛方法，其他方法稱為非虛方法（除了final方法）。

final修飾的方法，雖然是使用invokevirtual指令來調(diào)用，但由于它無法被覆蓋，沒有其他版本，因此也是非虛方法。

回到第1段輸出，child.foo()是invokestatic指令，那么在解析階段，就會(huì)替換成直接引用，具體的類也就確定下來了，因此調(diào)用的是靜態(tài)類型Base.foo()。

而child.bar(new Character('C')) 是invokevirtual, 在這個(gè)階段可以確定調(diào)用的方法簽名，但還不能確定方法的接收者的實(shí)際類型。它將由動(dòng)態(tài)分派來完成確定。由于只有一個(gè)宗量影響，因此動(dòng)態(tài)分派是單分派。

方法接收者的實(shí)際類型在下一階段確定。

· 運(yùn)行期的方法調(diào)用

在運(yùn)行期根據(jù)實(shí)際類型確定方法執(zhí)行版本的分派過程稱為動(dòng)態(tài)分派。

最終輸出結(jié)果是：

以上是Java中靜態(tài)分派和動(dòng)態(tài)分派是什么的所有內(nèi)容，感謝各位的閱讀！相信大家都有了一定的了解，希望分享的內(nèi)容對(duì)大家有所幫助，如果還想學(xué)習(xí)更多知識(shí)，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道！