Java中的綁定

1 前言

作了一次筆試題，發現了一題問答題，是關於Java綁定的：

當時作的時候是徹底不會的。。。

因而這裏補上一篇Java綁定的文章。

2 綁定

首先來了解一下綁定的概念。綁定是指一個方法的調用與方法所在的類關聯起來。

很抽象吧，舉個例子，若是父類與子類存在同名方法，子類對父類方法進行了重寫，那麼就須要綁定來區分調用的究竟是父類的方法仍是子類的方法。相對簡單的一種理解是，綁定是一個方法的調用與調用這個方法的類鏈接在一塊兒的過程。

而綁定具體又能夠分爲：

• 靜態綁定：就是程序執行前，方法已經被綁定，能夠簡單理解成編譯期綁定
• 動態綁定：在運行時根據具體對象的類型進行綁定，經過一些機制去運行時判斷對象的類型，並分別調用適當的方法

3 靜態綁定

靜態綁定也叫前期綁定、編譯期綁定，在程序運行以前，也就是編譯時期JVM可以確認方法由誰調用，這種機制就叫靜態綁定。

若是一個方法由private、static、final任意一個關鍵字修飾，那麼這個方法就是靜態綁定的，緣由很簡單，由於：

• private修飾的方法，沒法由本類之外的類調用，也就是調用者只能是該類
• static修飾的方法，經過類名.方法名進行調用，也能夠惟一肯定了調用的類
• final修飾的方法，不能被子類進行重寫，在編譯期就能肯定了調用的類

這三個關鍵字修飾的方法，均可以在編譯時期就能惟一肯定了調用的類，不存在子類調用的問題，所以使用靜態綁定，而不是動態綁定。

4 動態綁定

動態綁定就是運行時根據對象的類型進行綁定，簡單來講，JVM在運行時期決定由哪一個對象調用的過程稱爲動態綁定。

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");
    }
}

因爲B類繼承了A類，所以建立對象的時候：

A b = new B();

編譯期並不知道b真正引用的是A類仍是B類，在運行的時候才知道b是一個A類對象，可是指向了B類的引用。

在Java中，全部的非final、private、static的方法都是動態綁定的，由於只要繼承了就能重寫。

5 區別

• 發生時期：靜態綁定發生在編譯時期，動態綁定發生在運行時期
• 靈活性：動態綁定的靈活性要比靜態綁定高，由於靜態綁定在編譯的時期就肯定了，而動態綁定在編譯的時候並不知道是調用哪個類的方法
• 速度：靜態綁定調用方法的速度要快於動態綁定，由於靜態綁定能夠直接調用，而動態綁定須要去搜索方法表

6 動態綁定的過程

在瞭解動態綁定的過程以前，先了解一些前置知識。

6.1 方法調用

Java中的方法調用有兩類：

• 靜態方法調用
• 動態方法調用

而方法調用的指令有四個，分別是：

• invokestatic
• invokespecial
• invokevirtual
• invokeinterface

前兩個是靜態綁定的，然後兩個是動態綁定的。

6.2 方法表

方法表是字節碼文件的一部分，每一個類都有一個方法表，方法表是爲invokevirtual以及invokeinterface指令服務的。因爲Java中的類都繼承於Object，所以，在默認狀況下，全部類的方法表中都有Object的方法，若是重寫了其中的方法，就會改變其中的描述符。好比，Object類的方法表能夠簡單理解以下：

而加載了A類的字節碼後，由於A類並無重寫任何的Object方法，所以只是添加了A類自己的方法：

而加載了B類的字節碼後，由於重寫了print()，所以方法表以下：

6.3 具體過程

瞭解了前置知識後看具體過程就會相對簡單一點了，動態綁定的過程能夠分爲三步：

• 虛擬機提取對象實際類型的方法表：JVM獲取到對象的實際類型後，再獲取該類型的方法表
• 虛擬機搜索方法簽名：當調用b.print()時，經過方法表發現實際方法是B.print()
• 調用方法：調用B.print()

7 參考

• StackOverflow-How does dynamic binding happens in JVM?
• 博客園-Java多態實現原理