JVM系列-方法调用的原理
JVM系列-方法调用的原理
最近重新看了一些JVM方面的笔记和资料,收获颇丰,尤其解决了长久以来心中关于JVM方法管理的一些疑问。下面介绍一下JVM中有关方法调用的知识。
目的
方法调用,目的是选择方法正确的执行版本,也就是找到方法的入口地址。
方法调用指令
方法调用的字节码指令一共有五种,分别是:
- invokestatic:
- 类方法:static
- invokespecial:
- 方法:实例构造器
- 私有方法:private
- 父类中的方法
- invokevirtual
- 虚方法
- final修饰的方法
- invokeinterface
- 接口方法
- invokedynamic
- 用于动态语言支持
方法分类
非虚方法:
- 特点:
- 在类加载时期,有些方法的调用版本已经能够确定,在类加载-解析阶段,把这些方法的符号引用替换为直接引用(即入口地址)。
- 包括:
- 类方法
- 方法
- 私有方法
- 父类中的方法
- final方法
即由invokestatic、invokespecial指令调用的方法,以及final修饰的方法,属于非虚方法
虚方法:
- 特点:
- 在类加载时期,无法确定方法最终的调用版本
- 包括:
- 非非虚方法
即由invokevirtual调用的方法,除了final修饰的之外,都是虚方法
调用方式
解析
- 定义:对于非虚方法,在类加载的时候已经能确定这些方法的调用版本,在类加载的解析阶段把符号引用替换为直接引用,就是方法的入口地址
- 范围:非虚方法
分派
静态分派
- 定义:在编译期,根据方法涉及的引用类型(包括参数列表的引用类型和方法的调用者的引用类型)来确定方法调用的(初步)版本,并把相应的符号引用放在字节码指令中,这个步骤叫做静态分派
- 范围:虚方法、非虚方法
- 应用:方法的重载
动态分派
- 定义:在运行时,根据对象的实际类型来确定方法的调用版本,这个步骤叫做动态分派
- 范围:虚方法
- 应用:方法的重写
- 原理:
- 方法调用的部分字节码指令:
- aload:在调用方法时,总是有该指令将实际类型的对象引用入栈
- 加载方法参数
- invoketual
- 先在栈顶取到实际类型的对象引用
- 根据方法的符号引用在本类中寻找,找不到的话依次向上在父类中找该方法
- 优化实现:在虚拟机中,虚方法表是动态分派的一种优化实现
- 虚方法表:
- 定义:类信息的一种,在类加载-准备阶段完成初始化,存放在方法区
- 特点:
- 虚方法表中存储方法的入口地址
- 子类中继承但未重写的方法,在子类的虚方法表中存放的入口地址,就是父类的虚方法表中的入口地址,指向父类的实现
- 在父子类中,相同符号引用的方法(重写)的方法,其在各自虚方法表中的索引相同
- 解释动态分派:
- 根据字节码指令的符号引用,找到该方法在父类虚方法表中的索引
- 切换到实际类型的虚方法表,通过该索引,找到方法的入口地址
- 虚方法表:
- 方法调用的部分字节码指令:
总结
主要内容在于方法调用的方式,即如何找到方法的入口地址的过程。
在这三种方式中,静态分派发生在编译期,解析发生在类加载时,动态分派发生在运行时。针对三者作用对象的不同可知,静态分派是可以和解析或动态分派同时发生的,如类方法依然可以重载,重写的方法也可以重载。但解析和动态分派是不可共存的。
以上是我的分享,如有疑问或错误,请指出,一起学习。
参考
《深入理解Java虚拟机_JVM高级特性与最佳实践-第3版》
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