使用JVM 如何實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)分派功能

這期內(nèi)容當(dāng)中小編將會(huì)給大家?guī)?lái)有關(guān)使用JVM 如何實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)分派功能，文章內(nèi)容豐富且以專(zhuān)業(yè)的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

1. 動(dòng)態(tài)分派

一個(gè)體現(xiàn)是重寫(xiě)(override)。下面的代碼，運(yùn)行結(jié)果很明顯。

public class App {
 
 public static void main(String[] args) {
  Super object = new Sub();
  object.f();
 }
}

 class Super {
 public void f() {
  System.out.println("super : f()");
 }
 
 public void f(int i) {
  System.out.println("super : f(int)");
 }
}

class Sub extends Super{
 
 @Override
 public void f() {
  System.out.println("sub : f()");
 }
 
 @Override
 public void f(int i) {
  System.out.println("sub : f(int)");
 }
 
 public void f(char c) {
  System.out.println("sub : f(char)");
 }
}

最終輸出sub : f();

那么虛擬機(jī)是怎么做到動(dòng)態(tài)分派的呢？

不同的虛擬機(jī)有不同的實(shí)現(xiàn)，最常用的是使用虛方法表(Virtual Method Table)

2. 虛方法表

對(duì)于Super和Sub類(lèi)，虛方法表大致如下：（靈魂畫(huà)師）

上面的靈魂畫(huà)作是什么意思呢？

虛方法表中存放著各個(gè)方法的實(shí)際入口地址。如果某個(gè)方法在子類(lèi)中沒(méi)有被重寫(xiě)，那子類(lèi)的虛方法表里面的地址入口和父類(lèi)相同簽名的方法的地址入口是一致的，都指向父類(lèi)的實(shí)現(xiàn)入口。如果子類(lèi)中重寫(xiě)了這個(gè)方法，子類(lèi)方法表中的地址將會(huì)替換為向子類(lèi)實(shí)現(xiàn)版本的入口地址。

從上圖主要得出幾個(gè)信息：

a. 上圖的大部分方法，子類(lèi)Super和Sub均沒(méi)有重寫(xiě)，那么都指向父類(lèi)Object的類(lèi)型數(shù)據(jù)。f()和f(int)方法，父類(lèi)子類(lèi)都實(shí)現(xiàn)了，那么兩者就指向不同的實(shí)現(xiàn)地址。f(char)只在子類(lèi)定義實(shí)現(xiàn)，自然指向子類(lèi)的類(lèi)型數(shù)據(jù)。

b. 為了程序?qū)崿F(xiàn)上的方便，具有相同簽名的方法，在父類(lèi)，子類(lèi)的虛方法表中都應(yīng)當(dāng)具有一樣的索引序號(hào)，這樣當(dāng)類(lèi)型變換時(shí)，僅需要變更查找的方法表，就可以從不同的虛方法表中按索引轉(zhuǎn)換出所需要的入口地址。

3. 實(shí)例分析

以本文開(kāi)頭的代碼進(jìn)行分析。通過(guò)javap命令查看main方法的指令。

其中的invokevirtual指令詳細(xì)調(diào)用過(guò)程是這樣的：

1）指令中的#19指的是App類(lèi)的常量池中第19個(gè)常量表的索引項(xiàng)。這個(gè)常量表(CONSTATN_Methodref_info)記錄的是方法f()信息的符號(hào)引用，JVM首先根據(jù)這個(gè)符號(hào)引用找到調(diào)用方法f()的類(lèi)的全限定名com.khlin.Super，這是因?yàn)樽兞縪bject被聲明為Super類(lèi)型。

2) 在Super類(lèi)型的方法表中查找方法f()，如果找到，則將方法f()在方法表中的索引項(xiàng)(具體值我不了解，這里將其記為index) 記錄到App類(lèi)的常量池中第19個(gè)常量表中(常量池解析)。因此，如果Super類(lèi)型方法表中沒(méi)有f()，那么即使Sub類(lèi)型的方法表有該方法，也會(huì)報(bào)編譯失敗。

3）在調(diào)用invokevirtual指令前有一個(gè)aload_1指令，它會(huì)將開(kāi)始創(chuàng)建中堆中的Sub對(duì)象的引用壓入操作數(shù)棧。然后invokevirtual指令會(huì)根據(jù)這個(gè)Sub對(duì)象的引用首先找到堆中的Sub對(duì)象，然后進(jìn)一步找到Sub對(duì)象所屬類(lèi)型的方法表。

4）這時(shí)，通過(guò)2）查找的index，可以定位到Sub類(lèi)型方法表中的f()方法，然后通過(guò)直接地址找到該方法字節(jié)碼所在的內(nèi)存空間。這就是父類(lèi)和子類(lèi)相同簽名的方法索引序號(hào)一致的用處。

4. 綜合考慮：一個(gè)可能想錯(cuò)的例子

將本文開(kāi)頭的代碼里的main方法稍作修改，調(diào)用其他的方法。

public static void main(String[] args) {
   Super object = new Sub();
   char c = 'a';
   object.f(c);
  }

結(jié)果將輸出sub : f(int)

明明Sub方法里有完全一樣類(lèi)型的f(char)方法，卻調(diào)用的是f(int).

相信通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，已經(jīng)可以明白原因了。

在object.f(c)調(diào)用時(shí)，虛擬機(jī)先到Super類(lèi)的方法表里，查找最為合適的方法。

Super類(lèi)里沒(méi)有剛好參數(shù)為char的f(char)方法，按照前面靜態(tài)分派和參數(shù)類(lèi)型自動(dòng)轉(zhuǎn)換的學(xué)習(xí)，可以知道，編譯器使用了除了f(char)之外最為合適的方法f(int)。獲取到索引后，通過(guò)索引到實(shí)際對(duì)象的Sub方法表里找到f(int)方法，最終執(zhí)行的就是Sub類(lèi)的f(int)方法。

該方法的字節(jié)碼指令證明了上述的論證。

上述就是小編為大家分享的使用JVM 如何實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)分派功能了，如果剛好有類(lèi)似的疑惑，不妨參照上述分析進(jìn)行理解。如果想知道更多相關(guān)知識(shí)，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。