Java运行时绑定探讨

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本文探讨 Java 运行时（动态）绑定机制。

author: ZJ 2007-11-7

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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。

现在试图调用子类的成员变量 name ，该怎么做？最简单的办法是将该成员变量封装成方法 getter 形式。

public class Father {

    protected String name = " 父亲属性 " ;

 

    public String getName() {

       return name ;

    }

 

    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 String getName() {

       return name ;

    }

   

    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.getName());

    }

}

结果 4 ：

调用的成员：儿子属性