(JVM)Java虚拟机(静态分派|(JVM)Java虚拟机:静态分派 & 动态分派 原理解析)

(JVM)Java虚拟机(静态分派|(JVM)Java虚拟机:静态分派 & 动态分派 原理解析)
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前言

  • 了解 行为方法分派 有利于在行为分派时时进行一些功能操作
  • 本文全面讲解行为分派的类型:静态 & 动态行为分派,希望你们会喜欢。
在接下来的日子,我会推出一系列讲解JVM的文章,具体如下;感兴趣可持续关注Carson_Ho的安卓开发笔记
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示意图 目录 (JVM)Java虚拟机(静态分派|(JVM)Java虚拟机:静态分派 & 动态分派 原理解析)
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示意图 1. 知识储备 1.1 分派
  • 定义:确定执行哪个方法 的过程
a. 疑问
有些读者会问,方法的执行不是取决于代码设置中的执行对象吗?为什么还要选择呢?
b. 回答
  • 若 一个对象对应于多个方法 时,就需要进行选择了
  • 读者应该都想到了 Java中的特性:多态,即重写 & 重载。下面我会详细讲解。
  • 分类:静态分派 & 动态分派。下面我将详细讲解。
1.2 变量的静态类型 & 动态类型
先看下面的代码
public class Test { static abstract class Human { } static class Man extends Human { } static class Woman extends Human { } // 执行代码 public static void main(String[] args) { Human man = new Man(); // 变量man的静态类型 = 引用类型 = Human:不会被改变、在编译器可知 // 变量man的动态类型 = 实例对象类型 = Man:会变化、在运行期才可知} }

即:
  • 变量的静态类型 = 引用类型 :不会被改变、在编译器可知
  • 变量的动态类型 = 实例对象类型 :会变化、在运行期才可知
下面,我将详细讲解Java中的分派类型:静态分派 & 动态分派
2. 静态分派
  • 定义
    根据 变量的静态类型 进行方法分派 的 行为
  1. 即根据 变量的静态类型 确定执行哪个方法
  2. 发生在编译期,所以不由 Java 虚拟机来执行
  • 应用场景
    方法重载(OverLoad
  • 实例说明
public class Test { // 类定义 static abstract class Human { } // 继承自抽象类Human static class Man extends Human { } static class Woman extends Human { } // 可供重载的方法 public void sayHello(Human guy) { System.out.println("hello,guy!"); } public void sayHello(Man guy) { System.out.println("hello gentleman!"); } public void sayHello(Woman guy) { System.out.println("hello lady!"); } // 测试代码 public static void main(String[] args) { Human man = new Man(); Human woman = new Woman(); Test test = new Test(); test.sayHello(man); test.sayHello(woman); } }// 运行结果 hello,guy! hello,guy!

根据上述的讲解,大家应该明白运行结果的原因:
  • 方法重载(OverLoad) = 静态分派 = 根据 变量的静态类型 确定执行(重载)哪个方法
  • 所以上述的方法执行时,是根据变量(manwoman)的静态类型(Human)确定重载sayHello()中参数为Human guy的方法,即sayHello(Human guy)
特别注意
a. 变量的静态类型 发生变化 的情况 可通过 强制类型转换 改变 变量的静态类型
Human man = new Man(); test.sayHello((Man)man); // 强制类型转换 // 此时man的静态类型从 Human 变为 Man// 所以会调用sayHello()中参数为Man guy的方法,即sayHello(Man guy)

b. 静态分派的优先级匹配问题
  • 问题描述:
  1. 背景
    现需要进行静态分派
  2. 问题
    程序中 没有显示指定 静态类型
  3. 解决方案
    程序会根据 静态类型的优先级 从而选择 优先的静态类型进行方法分配。
  • 实例说明
public class Overload {private static void sayHello(char arg){ System.out.println("hello char"); }private static void sayHello(Object arg){ System.out.println("hello Object"); }private static void sayHello(int arg){ System.out.println("hello int"); }private static void sayHello(long arg){ System.out.println("hello long"); }// 测试代码 public static void main(String[] args) {sayHello('a'); }}// 运行结果 hello char

  • 因为‘a’是一个char类型数据(即静态类型是char),所以会选择参数类型为char的重载方法。
  • 若注释掉sayHello(char arg)方法,那么会输出
hello int

  • 因为‘a’除了可代表字符串,还可代表数字97。因此当没有最合适的sayHello(char arg)方式进行重载时,会选择第二合适(第二优先级)的方法重载,即
    sayHello(int arg)
  • 总结:当没有最合适的方法进行重载时,会选优先级第二高的的方法进行重载,如此类推。
  1. 优先级顺序为:char>int>long>float>double>Character>Serializable>Object>...
  2. 其中...为变长参数,将其视为一个数组元素。变长参数的重载优先级最低。
  3. 因为 char 转型到 byteshort 的过程是不安全的,所以不会选择参数类型为byteshort的方法进行重载,故优先级列表里也没有。
特别注意
  • 上面讲解的主要是 基本数据类型的优先级匹配问题
  • 若是引用类型,则根据 继承关系 进行优先级匹配
注意只跟其编译时类型(即静态类型)相关
3. 动态分派
  • 定义
    根据 变量的动态类型 进行方法分派 的 行为
【(JVM)Java虚拟机(静态分派|(JVM)Java虚拟机:静态分派 & 动态分派 原理解析)】即根据 变量的动态类型 确定执行哪个方法
  • 应用场景
    方法重写(Override
  • 实例说明
// 定义类 class Human { public void sayHello(){ System.out.println("Human say hello"); } } // 继承自 抽象类Human 并 重写sayHello() class Man extends Human { @Override protected void sayHello() { System.out.println("man say hello"); } } class Woman extends Human { @Override protected void sayHello() { System.out.println("woman say hello"); } } // 测试代码 public static void main(String[] args) { // 情况1 Human man = new man(); man.sayHello(); // 情况2 man = new Woman(); man.sayHello(); } }// 运行结果 man say hello woman say hello// 原因解析 // 1. 方法重写(Override) = 动态分派 = 根据 变量的动态类型 确定执行(重写)哪个方法 // 2. 对于情况1:根据变量(Man)的动态类型(man)确定调用man中的重写方法sayHello() // 3. 对于情况2:根据变量(Man)的动态类型(woman)确定调用woman中的重写方法sayHello()

特别注意 对于代码中:
Human man = new Man(); man = new Woman(); man.sayHello(); // man称为执行sayHello()方法的所有者,即接受者。

  • invokevirtual指令执行的第一步 = 确定接受者的实际类型
  • invokevirtual指令执行的第二步 = 将 常量池中 类方法符号引用 解析到不同的直接引用上
第二步即方法重写(Override)的本质
4. 二者区别 (JVM)Java虚拟机(静态分派|(JVM)Java虚拟机:静态分派 & 动态分派 原理解析)
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示意图 5. 总结
  • 本文全面讲解方法分派的类型 & 过程
  • 在接下来的日子,我会推出一系列讲解JVM的文章,具体如下;感兴趣的同学可以继续关注本人运营的Wechat Public Account
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