Java动态绑定虚拟机实现

今天在51CTO看到一篇很好的介绍Java动态绑定的文章。先转载部分过来给大家看看（地址：http://zhangjunhd.blog.51cto.com/113473/49452），共同学习，不过最后我想说的是虚拟机的实现。

运行时绑定也叫动态绑定，它是一种调用对象方法的机制。Java调用对象方法时，一般采用运行时绑定机制。

1．Java的方法调用过程

• 编译器查看对象的声明类型和方法名（对象变量的声明类型）。通过声明类型找到方法列表。
• 编译器查看调用方法时提供的参数类型。
• 如果方法是private、static、final或者构造器，编译器就可以确定调用那个方法。这是静态绑定。
• 如果不是上述情况，就要使用运行时（动态）绑定。在程序运行时，采用动态绑定意味着：虚拟机将调用对象实际类型所限定的方法。

2．运行时（动态）绑定的过程

• 虚拟机提取对象的实际类型的方法表；
• 虚拟机搜索方法签名；
• 调用方法。

注意，这里说的是对象的实际类型。即在多态的情况下，虚拟机可以找到所运行对象的真正类型。

3．在向上转型情况下的动态绑定示例

public class Father {

    public void method() {

       System.out.println("父类方法，对象类型：" + this.getClass());

    }

}

public class Son extends Father {

    public static void main(String[] args) {

       Father sample = new Son();//向上转型

       sample.method();

    }

}

结果1：

父类方法，对象类型：class samples.Son

这个结果没有疑问，声明的是父类的引用（句柄），但准确的调用了子类的对象，调用method，在子类中没有该方法，所以去父类中寻找到并调用之。

现在修改子类，重写(override)method方法。

public class Son extends Father {

    public void method() {

       System.out.println("子类方法，对象类型：" + this.getClass());

    }

   

    public static void main(String[] args) {

       Father sample = new Son();//向上转型

       sample.method();

    }

}

结果2：

子类方法，对象类型：class samples.Son

这个结果也是意料之中的。调用method时，在子类中寻找到了该方法，所以直接调用之。

4.静态绑定成员变量

在处理Java类中的成员变量时，并不是采用运行时绑定，而是一般意义上的静态绑定。所以在向上转型的情况下，对象的方法可以“找到”子类，而对象的属性还是父类的属性。

现在再进一步变化，在父类和子类中同时定义和赋值同名的成员变量name，并试图输出该变量的值。

public class Father {

    protected String name="父亲属性";

   

    public void method() {

       System.out.println("父类方法，对象类型：" + this.getClass());

    }

}

public class Son extends Father {

    protected String name="儿子属性";

   

    public void method() {

       System.out.println("子类方法，对象类型：" + this.getClass());

    }

   

    public static void main(String[] args) {

       Father sample = new Son();//向上转型

       System.out.println("调用的成员："+sample.name);

    }

}

结果3：

调用的成员：父亲属性

这个结果表明，子类的对象(由父类的引用handle)调用到的是父类的成员变量。所以必须明确，运行时（动态）绑定针对的范畴只是对象的方法。

上面这个文章教会我们几点，其中有一点很重要：运行时（动态）绑定针对的范畴只是对象的方法。他在第二点说：虚拟机可以找到所运行对象的真正类型。虚拟机是怎么找到的呢？实际上这跟对象存储结构有直接关系。对象引用指向的是堆中的对象，但是有如下几个理由要求虚拟机必须能够通过对象引用得到类数据：

当程序在运行时需要转换某个对象引用为另一种类型时，虚拟机必须要检查这种转换是否被允许，被转载的对象是否的确是被引用的对象或者它的超类型。当程序在执行instanceof操作时，虚拟机也进行了同样的检查。在这两种情况下，虚拟机都需要查看被引用的对象的类数据。最后，当程序中调用某个实例方法时，虚拟机必须进行动态绑定，换句话说，它不能按照引用的类型来决定将要调用的方法，而必须根据对象的实际类。为此，虚拟机必须再次通过对象的引用去访问类数据。

对象存储结构在另一篇文章有详细说明，我再举出其中一种的堆设计就可以说明问题，不管堆设计如何，引用对象总能够通过对象能找到类数据这是肯定的。

 

由上图就可以知道，对象引用通过某种联系查找方法区中的方法表，然后通过对象的实际类来决定所调用的方法。