Java中的绑定

1 前言

作了一次笔试题，发现了一题问答题，是关于Java绑定的：

当时作的时候是彻底不会的。。。

因而这里补上一篇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，若是父类与子类存在同名方法，子类对父类方法进行了重写，那么就须要绑定来区分调用的究竟是父类的方法仍是子类的方法。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链接在一块儿的过程。

而绑定具体又能够分为：

• 静态绑定：就是程序执行前，方法已经被绑定，能够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，经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，在程序运行以前，也就是编译时期JVM可以确认方法由谁调用，这种机制就叫静态绑定。

若是一个方法由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，缘由很简单，由于：

• private修饰的方法，没法由本类之外的类调用，也就是调用者只能是该类
• static修饰的方法，经过类名.方法名进行调用，也能够惟一肯定了调用的类
• final修饰的方法，不能被子类进行重写，在编译期就能肯定了调用的类

这三个关键字修饰的方法，均可以在编译时期就能惟一肯定了调用的类，不存在子类调用的问题，所以使用静态绑定，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，简单来讲，JVM在运行时期决定由哪一个对象调用的过程称为动态绑定。

好比：

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");
    }
}

因为B类继承了A类，所以建立对象的时候：

A b = new B();

编译期并不知道b真正引用的是A类仍是B类，在运行的时候才知道b是一个A类对象，可是指向了B类的引用。

在Java中，全部的非final、private、static的方法都是动态绑定的，由于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，由于静态绑定在编译的时期就肯定了，而动态绑定在编译的时候并不知道是调用哪个类的方法
• 速度：静态绑定调用方法的速度要快于动态绑定，由于静态绑定能够直接调用，而动态绑定须要去搜索方法表

6 动态绑定的过程

在了解动态绑定的过程以前，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，然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，每一个类都有一个方法表，方法表是为invokevirtual以及invokeinterface指令服务的。因为Java中的类都继承于Object，所以，在默认状况下，全部类的方法表中都有Object的方法，若是重写了其中的方法，就会改变其中的描述符。好比，Object类的方法表能够简单理解以下：

而加载了A类的字节码后，由于A类并无重写任何的Object方法，所以只是添加了A类自己的方法：

而加载了B类的字节码后，由于重写了print()，所以方法表以下：

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，动态绑定的过程能够分为三步：

• 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，经过方法表发现实际方法是B.print()
• 调用方法：调用B.print()

7 参考

• StackOverflow-How does dynamic binding happens in JVM?
• 博客园-Java多态实现原理