Java中的绑定
1 前言
做了一次笔试题,发现了一题问答题,是关于Java
绑定的:
当时做的时候是完全不会的。。。
于是这里补上一篇Java
绑定的文章。
2 绑定
首先来了解一下绑定的概念。绑定是指一个方法的调用与方法所在的类关联起来。
很抽象吧,举个例子,如果父类与子类存在同名方法,子类对父类方法进行了重写,那么就需要绑定来区分调用的到底是父类的方法还是子类的方法。相对简单的一种理解是,绑定是一个方法的调用与调用这个方法的类连接在一起的过程。
而绑定具体又可以分为:
- 静态绑定:就是程序执行前,方法已经被绑定,可以简单理解成编译期绑定
- 动态绑定:在运行时根据具体对象的类型进行绑定,通过一些机制去运行时判断对象的类型,并分别调用适当的方法
3 静态绑定
静态绑定也叫前期绑定、编译期绑定,在程序运行之前,也就是编译时期JVM
能够确认方法由谁调用,这种机制就叫静态绑定。
如果一个方法由private
、static
、final
任意一个关键字修饰,那么这个方法就是静态绑定的,原因很简单,因为:
private
修饰的方法,无法由本类以外的类调用,也就是调用者只能是该类static
修饰的方法,通过类名.方法名
进行调用,也可以唯一确定了调用的类final
修饰的方法,不能被子类进行重写,在编译期就能确定了调用的类
这三个关键字修饰的方法,都可以在编译时期就能唯一确定了调用的类,不存在子类调用的问题,因此使用静态绑定,而不是动态绑定。
4 动态绑定
动态绑定就是运行时根据对象的类型进行绑定,简单来说,JVM
在运行时期决定由哪个对象调用的过程称为动态绑定。
比如:
public class Main {
public static void main(String[] args){
A b = new B();
b.print();
}
}
class A{
public void print(){
System.out.println("A");
}
}
class B extends A{
@Override
public void print(){
System.out.println("B");
}
}
由于B类继承了A类,因此创建对象的时候:
A b = new B();
编译期并不知道b真正引用的是A类还是B类,在运行的时候才知道b是一个A类对象,但是指向了B类的引用。
在Java
中,所有的非final
、private
、static
的方法都是动态绑定的,因为只要继承了就能重写。
5 区别
- 发生时期:静态绑定发生在编译时期,动态绑定发生在运行时期
- 灵活性:动态绑定的灵活性要比静态绑定高,因为静态绑定在编译的时期就确定了,而动态绑定在编译的时候并不知道是调用哪一个类的方法
- 速度:静态绑定调用方法的速度要快于动态绑定,因为静态绑定可以直接调用,而动态绑定需要去搜索方法表
6 动态绑定的过程
在了解动态绑定的过程之前,先了解一些前置知识。
6.1 方法调用
Java
中的方法调用有两类:
- 静态方法调用
- 动态方法调用
而方法调用的指令有四个,分别是:
invokestatic
invokespecial
invokevirtual
invokeinterface
前两个是静态绑定的,而后两个是动态绑定的。
6.2 方法表
方法表是字节码文件的一部分,每个类都有一个方法表,方法表是为invokevirtual
以及invokeinterface
指令服务的。由于Java
中的类都继承于Object
,因此,在默认情况下,所有类的方法表中都有Object
的方法,如果重写了其中的方法,就会改变其中的描述符。比如,Object
类的方法表可以简单理解如下:
而加载了A类的字节码后,因为A类并没有重写任何的Object
方法,因此只是添加了A类本身的方法:
而加载了B类的字节码后,因为重写了print()
,因此方法表如下:
6.3 具体过程
了解了前置知识后看具体过程就会相对简单一点了,动态绑定的过程可以分为三步:
- 虚拟机提取对象实际类型的方法表:
JVM
获取到对象的实际类型后,再获取该类型的方法表 - 虚拟机搜索方法签名:当调用
b.print()
时,通过方法表发现实际方法是B.print()
- 调用方法:调用
B.print()
7 参考
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