Java中靜態分派和動態分派的介紹（程式碼範例）

這篇文章帶給大家的內容是關於Java中靜態分派和動態分派的介紹（程式碼範例），有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對你有幫助。

最近複習JVM的知識，對於靜態分派和動態分派的理解有點混亂，於是自己嘗試寫寫程式碼，在分析中鞏固知識。

有以下一段程式碼，請問每一段分別輸出什麼？

package com.khlin.my.test;

class Base {

    public static void foo() {
        System.out.println("Base.foo() invoked");
    }

    public void bar(int c) {
        System.out.println("Base.bar(int) invoked");
    }

    public void bar(Character c) {
        System.out.println("Base.bar(Character) invoked");
    }

    public void baz(Object o) {
        System.out.println("Base.baz(Object) invoked");
    }

    public void baz(Integer i) {
        System.out.println("Base.baz(Integer) invoked");
    }

}

class Child extends Base {
    public static void foo() {
        System.out.println("Child.foo() invoked");
    }

    public void bar(Character c) {
        System.out.println("Child.bar(Character) invoked");
    }

    public void bar(char c) {
        System.out.println("Child.bar(char) invoked");
    }
}

public class App {

    public static void main(String[] args) {
        Base child = new Child();

        System.out.println("第1段输出：");
        child.foo();
        child.bar(new Character('C'));

        System.out.println("第2段输出：");
        Object integer = new Integer(100);
        child.baz(integer);

        System.out.println("第3段输出：");
        child.bar('C');

    }
}

下面我簡單地介紹一下從程式碼編譯到方法呼叫的整個過程。

· 編譯

先看看第1段輸出，child.foo()是呼叫父類別還是子類別的靜態方法呢？

在編譯階段，發生了靜態分派。

1 Base child = new Child();

在我們建立一個物件時，如上圖，Base稱為變數的靜態類型(Static Type), 或叫做外觀類型(Apparent Type) ，後面的Child則稱為變數的實際類型(Actual Type)。

所有依賴靜態型別來定位方法執行版本的分派動作，稱為靜態分派。 靜態分派的典型應用是方法重載，其發生在編譯階段，因此確定靜態分派的動作實際上不是由虛擬機器來執行的。

方法的接收者(Reciever) 和方法的參數統稱為方法的宗量，根據分派基於多少種宗量，可以將分派劃分為單分派和多分派兩種。

在靜態分派的時候，選擇目標方法的依據有兩點，一是靜態型別是Base還是Child，二是方法的參數型別。因此，靜態分派是多分派。

接下來，我們來看看「第1段輸出」程式碼所產生的指令。透過javap -v App.class指令得出以下結果，可以看到第18和第31行兩條指令的符號引用，和上述分析一致：child的靜態型別是Base，所以選擇Base類別的方法；透過無參數和Character類型，分別決定是具體哪個方法版本。

但最終兩者的行為不一樣，child.foo() 呼叫的是靜態型別Base的foo()，而child.bar(new Character('C ')) 則是呼叫實際類型Child的方法。

原因就是出在兩條指令不一樣：invokestatic和invokevirtual

#在Java虛擬機裡面提供了5條方法呼叫字節碼指令：

invokestatic:調用靜態方法

invokespecial:呼叫實例建構器7e51f00a783d7eb8f68358439dee7daf方法、私有方法與父類別方法

invokevirtual: 呼叫所有的虛擬方法

#invokeinterface:呼叫介面方法，會在運行時再確定一個實現此介面的物件

invokedynamic:先在運行時動態解析出調用點限定符所引用的方法，然後再執行該方法，在此之前的4條調用指令，分派邏輯是固化在Java虛擬機器內部的，而invokedynamic是由使用者設定的引導方法決定的。

具體原因是不同的指令在下一階段（類別載入的解析）的行為不一樣，暫時先放到一邊，我們再看看第2段輸出的指令。

可以看出，在靜態分派時，是根據傳入方法的參數的靜態型別來決定呼叫的方法版本， 雖然有baz(Integer)的方法，但傳入的參數integer的靜態型別是Object，所以呼叫了baz(Object)。

再來看看第3段輸出的指令，我們知道符號引用肯定還是Base類別裡的方法(儘管Child類別裡有參數一樣的bar(char c) 方法)，但Base裡沒有一模一樣參數(char類型) 的方法，不會報錯嗎？會呼叫哪個方法呢？

原來，編譯器雖然能確定方法的重載版本，但在很多情況下這個重載版本並不是“唯一的”，往往只能確定一個“更加合適”的版本。

· 類別載入之解析

 解析階段是虛擬機器將常數池內的符號引用替換為直接引用的過程。

只要能被invokestatic和invokespecial指令呼叫的方法，都可以在解析階段中確定唯一的呼叫版本，符合這個條件的有靜態方法，私有方法，實例構造器，父類方法4類，它們在類別載入的時候就會把符號引用解析為該方法的直接引用。這些方法可以稱為非虛方法，其他方法稱為非虛方法（除了final方法）。

final修飾的方法，雖然是使用invokevirtual指令來調用，但由於它無法被覆寫，沒有其他版本，因此也是非虛方法。

回到第1段輸出，child.foo()是invokestatic指令，那麼在解析階段，就會替換成直接引用，具體的類別也就確定下來了，因此呼叫的是靜態型別Base.foo( )。

而child.bar(new Character('C')) 是invokevirtual, 在這個階段可以決定呼叫的方法簽名，但還不能確定方法的接收者的實際類型。它將由動態分派來完成確定。 由於只有一個宗量影響，因此動態分派是單分派。

方法接收者的實際型別在下一階段決定。

· 運行期的方法呼叫

#在運行期根據實際類型決定方法執行版本的分派過程稱為動態分派。

最終輸出結果是：

#

以上是Java中靜態分派和動態分派的介紹（程式碼範例）的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！